高中物理 3.5磁场对运动电荷的作用力课件 新人教版选修3-1

1、第五节 运动电荷在磁场中受到的力,第三章 磁场,回顾复习,1、安培力的定义,磁场对通电导线的作用力,方向的判断,左手定则,大小的计算,2、电流是如何形成的,3、猜想:磁场是不是可能对运动电荷有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,演示：阴极射线在磁场中的偏转,1 、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。 2、光束实质上是什么？ 3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？ 4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向,电子束的偏转实验,电子束的偏转动画,一、探究洛伦兹力的方向,安培力是磁场对电流的作用力,电流是电荷的定向移动形成的,洛伦兹力是磁场对运动

2、电荷的作用力,1.安培力是洛伦兹力的宏观表现 2.洛伦兹力是安培力的微观本质,洛伦兹力的方向可以用左手定则判定,实验验证,理论推导,推理与猜想,运动电荷在磁场中受到的力叫做洛伦兹力,洛伦兹力,二、洛伦兹力的方向-左手定则,1、 伸开左手，使大拇指和其余四 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，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向,2、若四指指向负电荷运动的反方 向，那么拇指所指的方向就是负电 荷所受洛伦兹力的方向,垂直纸面向外,试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的

3、洛伦兹力方向相反,2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向,练一练,试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向,洛伦兹力方向 垂直纸面向里,洛伦兹力方向 垂直纸面向外,三、探究洛伦兹力的表达式,设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求 （1）电流强度I。 （2）通电导线所受的安培力。 （3）这段

4、导线内的自由电荷数。 （4）每个电荷所受的洛伦兹力,如果通电导线不和磁场方向垂直，怎么办,适用条件：速度方向与磁场方向垂直,速度v与磁场B的方向夹角为时,I=nqsv,F安ILB（nqsv）LB,总电荷数：nsL,F洛vB,为B与v的夹角,当vB时，FvB,洛仑兹力的大小,当vB时，F0,为B与v的夹角,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,四、洛伦兹力的特点,1）洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁场和速度所组成的

5、平面,2）洛伦兹力对电荷不做功，即不改变速度的大小，只改变速度的方向,根据FqvB，也可以从运动电荷所受的洛仑兹力出发来定义磁感应强度，即,与电场强度定义式作一下比较,说明：磁现象只与运动电荷有关，表现为定义 式中反映运动的物理量v,静止的电荷产生电场；运动的电荷除了仍会产生电场，还会产生磁场。静止电荷受到库仑力的作用，运动电荷不仅受到库仑力的作用，还会受到洛仑兹力的作用,五、电视显像管的工作原理,主要构造,电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等,原理,电子枪发射电子，电子束在磁场中偏转，荧光屏被电子束撞击发光,应用电子束磁偏转的道理,思考与讨论,1若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向,2若要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向,3如果显像管内的磁场是匀强磁场，会出现什么情况,4若要使电子束打在荧光屏上的位置由逐渐向点移动（即扫描），偏转磁场应该怎样变化,如果显像管内的磁场是匀强磁场，所有电子都将到达荧光屏上同一位置,要使电子在屏上扫描，偏转磁场一方面要做周期性变化；另一方面，在一个周期内磁感应强度大小不断变化。，所有电子都将到达荧光屏上同一位置,扫描：使电子束偏转的磁场是两对线圈产生的。在偏转区的水平方向和