3.5磁场对运动电荷的作用力

3.5磁场对运动电荷的作用力,复习,1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？,2、电流是如何形成的？,3、由上述的两个问题你可以想到什么？,磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。,电荷的定向移动形成的,大小：FBILsin,方向：左手定则,当I/B时，F=0,一、磁场对运动电荷的作用力,演示：阴极射线在磁场中的偏转,电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。,实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。,结论：磁场对运动电荷有作用。,运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力，安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质,二、洛伦兹力的方向,左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，(即与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反),大拇指指向就是电荷所受洛伦兹力的方向。,q,竖直向上,竖直向上,垂直纸面向内,垂直纸面向外,洛仑兹力方向判断方法,左手定则,四指指向电流的方向，大拇指指向就是电荷所受洛伦兹力的方向。,洛伦兹力为零,洛仑兹力对运动的电荷做功吗？为什么？,左手定则,洛仑兹力方向判断方法,方向关系：1、f洛v、f洛B(一定)2、v与B不一定垂直注意：当V/B或V=0时，f洛=0,不做功，因为洛仑兹力始终垂直于速度,四指指向电流的方向，大拇指指向就是电荷所受洛伦兹力的方向。,二、洛仑兹力的大小,讨论：,1、在长L的体积内的电荷数为N=_,这些电荷完全通过截面积S的时间t=_,n：单位体积内的电荷数S：导体截面积v：电荷运动速度q:电荷的电量,L,S,2、通过导线的电流强度I=_长度为L的导线所受的安培力F=_,3、把安培力F看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的矢量和，则f洛=。,原理：安培力可以看作是大量运动电荷所受洛仑兹力的合力的宏观表现.,F洛=qVB(VB）,F洛=0(VB或V=0）,当V与B成一角度时,F洛=qVBsin,三、洛伦兹力大小,电场对电荷的作用力：与V无关,B,思考与讨论,（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功,FvFB,洛伦兹力有没有做功？为什么？,不做功，因为洛仑兹力方向始终垂直于速度方向。,电子射线管,洛伦兹力演示仪,线圈未通电时，B=0,线圈通电时，B0方向垂直线圈平面向里,观察与思考：,洛伦兹力对电荷不做功！,1.下列说法正确的是:A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛仑兹力.B.运动电荷在某处不受洛仑兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零.C.洛仑兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度D.洛仑兹力对带电粒子不做功.,答案:D,课堂练习,2.试判断带电粒子受到的洛仑兹力的方向或带电粒子的运动方向,v,B,f,B,f,v,f,f,v,v,v,f洛垂直纸面向外,S1,+,离子源,f,V,+,-,F电,解:粒子做匀速直线运动,F合=0,qvB=qE,E,B,如右图,若已知两板间存在匀强电场E与匀强磁场B，从粒子源出来的带正电的粒子速度水平向右,重力不计，(1)这个粒子受到那些力？(2)速度多大的粒子才能沿直线从孔S2穿过场区?,三、洛仑兹力的应用速度选择器,S2,讨论1.若该粒子的电量变了,以这样的速度能否沿直线穿过？,讨论2.负电荷以这样的速度能否沿直线穿过？,S,离子源,f,V,+,-,F电,E,B,3.放射源发出的粒子（氦原子核）经电压为U的加速电场加速后进入正交的匀强电场E和匀强磁场B中，磁场方向如图所示，发现离子正好做匀速直线运动，则电场方向为_,E,B,U,课堂练习,4.放射源发出的粒子（氦原子核）经电压为U的加速电场加速后进入正交的匀强电场E和匀强磁场B中，电场和磁场方向如图所示，发现离子向下偏转，要使离子沿直线通过磁场，可以（）A增大电场强度EB增大磁感应强度BC增大加速电压UD减小加速电压U,E,B,U,BC,5.质量为m，带电量为q的带电粒子，以速率v垂直进入如图所示的匀强磁场中，恰好做匀速直线运动求：磁场的磁感应强度及带电粒子的电性,答案:B=mg/(qv)正电,课堂训练,4、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,小结,1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质2、洛伦兹力的方向：左手定则FvFB3、洛伦兹力大小：F洛=qVBsinVBF洛=qVBVBF洛=04、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功,四、电视显像管的工作原理,1、要是电子打在A点，偏转磁场应该