第3节　洛伦兹力和显像管

1、磁场对运动电荷的作用成都树德怀远中学物理组吴学萍洛伦兹力美丽的极光猜想1: 既然磁场对电流有力的作用，而电流又是由电荷定向移动形成的，那么磁场是否对定向移动的电荷有力的作用？电流是怎样形成的? 电荷的定向移动形成电流.思考:1、当阴极射线管的周围不存在磁场时，电子束的轨迹？电子束的运动轨迹是直线实验探究一：电子束的运动轨迹是曲线2、当阴极射线管的周围存在磁场时，电子束的轨迹？磁场对运动电荷有力的作用。说明什么？一.洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫做洛伦兹力。1.定义：洛伦兹，荷兰物理学家，洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。

2、 2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-2、洛仑兹力和安培力的关系IF安-F洛与F安的关系： F安= NF洛（ N为受到的洛伦兹力的运动电荷的总个数）1.理论推导：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

3、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）这段导线内的自由电荷数？（4）每个电荷所受的洛伦兹力？二 . 洛伦兹力的大小电流的微观表达式:I=nqsv安培力:通过导体的电子数：每个电子受的洛伦兹力:F洛vB(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)F安=BIL=nqsvBLN=nsLF洛 = F安/N 当 v B时 F洛 =0B 若运动电荷进入磁场时，v既不垂直也不平行于B，该电荷受到的洛伦兹力为多大? 想一想: B与V成角时F 洛= qvBsinv1v2思考： 磁感应强度为零时，洛伦兹力是否为零 ？ 反之，洛伦兹力为零时，磁感应强度是否为零？2.

4、 洛伦兹力大小 （1）若vB F洛 = qvB （2）若 vBF洛 =0 （3）若 v与B间的夹角为F洛 = qvBsin B为零时 F洛一定为零F洛为零时 B不一定为零例题1：如下各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试写出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小。 qvBqvBcos6000qvB 猜想2：洛仑兹力F洛的方向能否用左手定则来判定？实验探究二观察电子束的偏转方向？ -vF洛-vF洛改变磁场方向观察电子束的偏转方向？三、洛仑兹力的方向IB时vVB时磁感线 垂直穿过手心磁感线垂直穿过手心四指I的方向大拇指安培力方向四指正电荷运动方向 负电荷运动的反方向大

5、拇指洛仑兹力的方向洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。例题2：试判断下图中所示的带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向.vF洛+v垂直纸面向外垂直纸面向外-vBBB-vF洛B-vF洛0+B+v2、洛伦兹力方向的特点：3、结论：（1）洛伦兹力始终与速度垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小.（2）洛伦兹力对电荷始终不做功.洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场, 即垂直于V和B所组成的平面. 例题 3：下列说法正确的是（ ）A运动电荷在B不为零的地方一定受洛伦兹力 B只要v相同，运动电荷所受的洛伦兹力就相同 C洛伦兹力不改变粒子的动能，也不改变粒子的速度。D洛伦兹力对带电粒子不做功D2）当v

6、B射入，观察粒子的运动轨迹实验探究三：带电粒子在匀强磁场中的运动实验结果：1)v/B射入：匀速运动2.vB射入：匀速圆周运动（F洛提供F向）1）当v/B射入，观察粒子的运动轨迹vB时，圆周运动实验现象：v/B时，直线运动 一质量为m，电量为q的带电粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中（不计重力），带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动。求：圆周运动的半径R和周期T的大小 解：由牛顿第二定律得： 由得：由圆周运动知识得：2.半径公式和周期公式：例题4:质子 和粒子（ ）的电荷量qp：qa=1：2，质量之比mp:ma=1:4,以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内

7、做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是 ( )ARp:Ra=1:2, Tp :Ta=1:2 B. Rp:Ra=2:1, Tp :Ta=1:2 C. Rp:Ra=1:2, T p:Ta=2:1 D. Rp:Ra=1:4, Tp :Ta=1:4A变式：一个带电粒子（不计重力）沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子经过的轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的动能逐渐减小（电量不变），从图中可以确定带电粒子的运动方向和电性是（）A粒子从a到b，带负电 B粒子从b到a，带负电C粒子从a到b，带正电 D粒子从b到a，带正电C3、方向:2、大小:小结洛伦兹力1、定义：4、带电粒子在