选修1-1第二章 2.4 磁场对运动电荷的作用

磁场对运动电荷的作用,新课标高中物理选修11第二章磁场,复习引入新课：,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，可能是作用在大量的运动电荷上，是作用在运动电荷上的安培力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。,大小：F=BIL方向：左手定则,电流由电荷的定向移动形成的,实验验证,一、磁场对运动电荷存在作用力,探索：安培力电荷运动时受磁场力验证,点击右图观看实验,一.洛伦兹力,1.洛伦兹力定义：磁场对运动电荷的作用力。2.验证：,实验,实验表明：,阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力,1.洛伦兹力定义：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力,2.洛伦兹力与安培力的关系：作用在通电导体上的安培力是磁场对运动电荷洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是安培力的微观本质。,3.洛伦兹：,荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。,二、洛伦兹力的方向,1推理：左手定则判断安培力方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向,2洛伦兹力的方向由左手定则判定,内容:伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向,（1）对于正电荷四指指向电荷的运动方向（2）对于负电荷四指指向电荷运动的反方向,3.洛伦兹力的方向的两个特点：(1)洛伦兹力的方向垂直于v和B二者所决定的平面。,(2)洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度方向，而不改变速度的大小。洛伦兹力对带电粒子始终不做功！,fvfB,课堂练习:1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.,f垂直纸面向里,f垂直纸面向外,习题：1、利用左手定则判断洛伦兹力,垂直纸面往外,三、电子束的偏转下页图中所示的实验装置叫做洛伦兹力演示仪，可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射线管和一组线圈组成。通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。,三、电子束的偏转在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，外加磁场后，电子束的径迹变成圆形。磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径。,四、显象管的工作原理电视机显象管也用到了电子束磁偏转的原理。,小结,一、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力,安培力是洛伦兹力的宏观表现,二、洛伦兹力方向的判断：,左手定则,fV，fB，fV、B所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反,三、洛伦兹力对电荷不做功fV,四、电子束的磁偏转,五、显象管的工作原理,课堂练习和课外作业,课堂练习：P41问题与练习1、3课外作业：P41问题与练习1、2,1答：由现象知这束射线含有不同的粒子。其中向左的射线为带正电的粒子组成；中间的射线为不带电粒子组成；向右的射线为带负电的粒子组成。,课堂练习和课外作业,课堂练习：P41问题与练习1、3课外作业：P41问题与练习1、2,2答：甲竖直向上；乙竖直向下；丙垂直纸面向外；丁垂直纸面向里。,课堂练习和课外作业,课外作业：P41问题与练习1、2,3答：带电粒子在磁场中径迹弯曲、成螺旋形是由于受到洛伦兹力的作用而使运动方向发生改变造成的。两个运动的具有相反电荷的粒子在同一磁场中所受的洛伦兹力方向相反，因此它们的径迹是一对相反绕向的螺旋线。,比较电场和磁场对电荷的作用力,1.,电荷在电场中一定受电场力的作用.,运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力的作用.,2.,电场力的大小F=qE,洛伦兹力的大小F=qvB不要求,3.,电场力方向与电场方向平行,4.,洛伦兹力方向与磁场方向垂直,电场力对运动的电荷不一定做功.,洛伦兹力对运动的电荷一定不做功,1.产生：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的作用,磁场只对运动电荷才有磁场力的作用,洛伦兹力与电场力的区别：,2.大小：在匀强电场中,电荷所受的电场力与V无关，是一个恒力在匀强磁场中,若运动电荷的速度发生变化,洛伦兹力也会发生变化,3.方向：电场力的方向与电场方向平行,正电荷的电场力方向就是电场方向无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力永远与磁场方向垂直。注意负电荷相反,4.做功：电场力对电荷可能做功，也可能不做功洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直,永远不会做功,课堂练习:,1.试判断下图中所示的带电的运动粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向。,(垂直纸面向外),(垂直纸面向外),2.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某