物理：6.2《磁场对运动电荷的作用》课件（鲁科版选修31）.ppt

磁场对运动电荷的作用 临沂二中 教学目标 1 知道什么是洛伦兹力 利用左手定则判断洛伦兹力的方向 2 知道洛伦兹力大小的推理过程 3 掌握垂直进入磁场方向的带电粒子 受到洛伦兹力大小的计算 4 了解v和b垂直时的洛伦兹力大小及方向判断 理解洛伦兹力对电荷不做功 复习回顾 方向 运用左手定则判断安培力的方向 安培力 1 磁场对通电导线的作用力 大小 左手定则 为b和i之间的夹角 2 通电导线中的电流是怎样形成的呢 猜想和假设 既然磁场对电流有力的作用 而电流是由电荷的定向移动形成的 那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢 自由电子的定向移动形成的 玻璃管已经抽成真空 当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时 阴极会发射电子 电子在电场的加速下飞向阳极 挡板上有一个扁平的狭缝 电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束 长条形的荧光屏在阳极端稍稍倾斜向轴线 电子束掠射到荧光屏上 显示出电子束的径迹 磁场对运动电荷的作用力 一 洛伦兹力的方向 1 定义 一 洛伦兹力的方向 左手定则 伸开左手 使拇指与其余四指垂直且处于同一平面内 让磁感线从掌心进入 使四指指向负电荷运动的反方向 或四指指向正电荷运动的方向 拇指所指的方向就是电荷所受洛伦兹力的方向 磁场对电流有安培力的作用 而电流是由电荷定向运动形成的 且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用 心得体会 所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的和等于安培力 所以安培力是洛伦兹力的宏观表现 f垂直于纸面向外 f垂直于纸面向里 训练巩固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向 乙 b 1 以相同速度进入同一磁场的正 负电荷受到的洛伦兹力方向相反 2 洛伦兹力的方向垂直于v和b组成的平面 b f洛 v 心得体会 根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系 请你推测 洛伦兹力对带电粒子的速度有什么影响 洛伦兹力对带电粒子做的功是多少 一 洛伦兹力的方向 洛伦兹力只能改变速度的方向 不能改变速度的大小 洛伦兹力不做功 二 洛伦兹力的大小 s 有一段通电导线 横截面积为s 单位体积中含有自由电荷数为n 每个自由电荷的电荷量为q 定向移动的速度为v 2 通过该截面的电流i 1 在t时间内 通过该截面的总电荷量q vt 二 洛伦兹力的大小 1 洛伦兹力的大小 f qvb 适用条件 电荷运动速度方向跟磁场方向垂直 二 洛伦兹力的大小 思考 设运动电荷的速度方向与磁场方向的夹角为 此时运动电荷所受的洛伦兹力公式怎样表示 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度b方向的夹角为 电荷所受的洛伦兹力大小为 二 洛伦兹力的大小 为b和v之间的夹角 如图所示 匀强磁场的磁感应强度均为b 带电粒子的速率均为 带电荷量均为q 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小 并标出洛伦兹力的方向 课堂练习 安培力是洛伦兹力的宏观表现 那么洛伦兹力和安培力有什么区别呢 1 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力 而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现 2 洛伦兹力恒不做功 但安培力可以做功 冰岛的极光 北极极光 人类首次拍到南北极光 同放光彩 奇景 以正电荷为例 1 构造 电子枪 阴极 偏转线圈荧光屏等 三 电视显像管的工作原理 2 原理 应用电子束磁偏转的原理 三 电视显像管的工作原理 三 电视显像管的工作原理 1 如果要使电子束在水平方向偏离中心 打在荧光屏上的a点 偏转磁场应该沿什么方向 2 如果要使电子束打在b点 偏转磁场应该沿什么方向 3 如果要使电子束打在荧光屏上的位置由b逐渐向a点移动 偏转磁场应该怎样变化 垂直纸面向外 垂直纸面向里 先垂直纸面向里并逐渐减小 然后垂直纸面向外并逐渐增大 三 电视显像管的工作原理 如果没有磁场 很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光 加上竖直方向的磁场可以使电子束在水平方向扫描 如何让整个荧光屏发光呢 实际上 在偏转区的水平和竖直方向都有偏转磁场 方向 强弱都在不断变化 因此电子束打在荧光屏上的光点如图那样不断移动 电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场 电视机中每秒要进行50场扫描 所以我们感到整个荧光屏都在发光 1 当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管 若不计重力 则 a 带电粒子速度大小改变b 带电粒子速度方向改变c 带电粒子速度大小不变d 带电粒子速度方向不变 cd 课堂练习 2 初速为v0的电子 沿平行