洛伦兹力素材

1、2.4 2.4 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 知识回顾 安培力的大小 判断下图安培力的受力方向： B,I平行： B,I垂直： F F FA=0 FA=BIL 电流是如何形成的？电流是如何形成的？ 思考思考 电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流（通电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流（通 电导线）有力的作用，由此你会想到了什么？电导线）有力的作用，由此你会想到了什么？ 猜想：猜想：磁场可能对运动电荷有力的作用磁场可能对运动电荷有力的作用。 磁场对运动电荷的是否有力的作用？ 实验探究 阴极射线管（阴极射线管（CRT） 1.它是现代电视显像管原型；它是现代电视显像管原型； 2.它

2、引领了现代扫描系统的开发；它引领了现代扫描系统的开发； 3.1901-1906年的诺贝尔物理学奖中有年的诺贝尔物理学奖中有 三年的获奖奖项与之有直接关系。三年的获奖奖项与之有直接关系。 阴极射线管（阴极射线管（CRT） 荷兰物理学家洛伦兹首先提 出：磁场对运动电荷有作用力 洛伦兹力 洛伦兹力 1、定义：运动的电荷在磁场中受到力的作用。 2、洛伦兹力与安培力的关系： 安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现宏观表现 洛伦兹力是安培力的洛伦兹力是安培力的微观本质微观本质 u猜想：猜想：能不能用左手定则来判定？能不能用左手定则来判定？ u推理：推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向大量定向我们

3、曾经用左手定则判定安培力的方向大量定向 移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此， 可以用可以用左手定则左手定则判定洛伦兹力的方向判定洛伦兹力的方向 u验证：验证：尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断 运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向 洛仑兹力洛仑兹力F F洛 洛的方向如何确定？ 的方向如何确定？思考思考 v N S F 左手定则判断洛伦兹力的方向 课堂练习课堂练习: 1.1.判断下列粒子判断下列粒子刚进入刚进入磁场时所受的磁场时所受的 洛伦兹力的方向洛

4、伦兹力的方向. . -q v 甲甲 F -q v 丙丙 F垂直纸面向里垂直纸面向里 +q v 乙乙 F +q v 丁丁 F垂直纸面向外垂直纸面向外 当速度当速度V的方向的方向与与磁感应强度磁感应强度B的方向的方向平行平行时：时： F0 思考思考 1.1.产生产生：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的 作用作用, ,磁场只对磁场只对运动运动电荷才有磁场力的作用电荷才有磁场力的作用 洛伦兹力与电场力的区别洛伦兹力与电场力的区别： 3.3.效果效果：电场力可以改变速度的大小和方向：电场力可以改变速度的大小和方向 洛伦兹力与速度方向垂直，只能改变速度方向，洛伦兹力

5、与速度方向垂直，只能改变速度方向， 不改变速度大小不改变速度大小 2.2.方向方向：电场力的方向与电场方向：电场力的方向与电场方向平行平行, ,正电荷的正电荷的 电场力方向就是电场方向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 远与磁场方向远与磁场方向垂直。垂直。 4.4.做功做功：电场力对电荷可能做功，也可能不做功：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洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直, ,永远不会做功永远不会做功 小结小结 如果带电粒子射入匀强磁场时，初速度跟磁如果带电粒子射入匀强磁场时，初速度跟磁 场

6、方向垂直（如图所示），粒子在洛仑兹力的作场方向垂直（如图所示），粒子在洛仑兹力的作 用下将做什么运动？用下将做什么运动？ 思考思考 电子束的磁偏转电子束的磁偏转 图图2.4-2洛伦兹力演示仪洛伦兹力演示仪 下图实验装置可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由下图实验装置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。中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。 在演示仪中可以观察到，没有磁场时，

7、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。 电子束的磁偏转电子束的磁偏转 显像管的工作原理显像管的工作原理 1、电子束是怎样实现偏转的？、电子束是怎样实现偏转的？ 思考与讨论思考与讨论 2、在图、在图2.43中，如图所示中，如图所示 （1）要是电子打在）要是电子打在A点，偏转磁点，偏转磁 场应该沿什么方向？场应该沿什么方向？ （2）要是电子打在）要是电子打在B点，偏转磁点，偏转磁 场应该沿什么方向？场应该沿什么方向？ （3）要是电子束打在荧光屏上的）要是电子束打在荧光屏上的 位置由中心位置由中心O逐渐向逐渐向A点移动，偏点移动，偏 转磁场应该

8、怎样变化？转磁场应该怎样变化？ 3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏 都能发光呢？都能发光呢？ 美丽的极光 探秘：极光形成的原因探秘：极光形成的原因 1 1、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线 管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图，则管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图，则 电子束在螺线管中做：电子束在螺线管中做： A A匀速直线运动匀速直线运动 B B匀速圆周运动匀速圆周运动 C C加速减速交替的运动加速减速交替的运动 D D来回振动来回振动 A 2 2、来自宇宙的电子流，沿与地、来自宇宙的电子流，沿与地 球表面垂直的方向射向赤道上球表面垂直的方向射向赤道上 空的某一点，则这些电子在进空的某一点，则这些电子在进 入地球的周围时将：入地球的周围时将： A A、竖直向下沿直线射向地面、竖直向下沿直线射向地面 B B、相对于预定地面向东偏转、相对于预定地面向东偏转 C C、相对于预定地面向西偏转、相对于预定地面向西偏转 D D、相对于预定地面稍向北偏转、相对于预定地面稍向北偏转 北 南 西东 B F C 1、 2、 洛伦兹力的方向：左手定则洛伦兹力的方向：左手定则