磁场对运动电荷的作用力

关于磁场对运动电荷的作用力瑞典斯特哥尔摩的极光美国阿拉斯加州的极光北极极光德国下萨可森州极光南极极光冰岛的极光第2页,共24页，2024年2月25日，星期天实验表明：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，并且这个力的方向跟磁场的方向有关。第3页,共24页，2024年2月25日，星期天

荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。（1853—1928）洛伦兹第4页,共24页，2024年2月25日，星期天一、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．第5页,共24页，2024年2月25日，星期天2．洛伦兹力的方向由左手定则判定

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．第6页,共24页，2024年2月25日，星期天课堂练习:

1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.-qv甲f-qv丙f垂直纸面向里+qv乙f+qv丁f垂直纸面向外第7页,共24页，2024年2月25日，星期天二、洛伦兹力的大小推导：设有一段长度为L，横截面积为S的导线，导线单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动速率为v，将这段通电导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-vSLI第8页,共24页，2024年2月25日，星期天安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数为nLS所以洛伦兹力即：适用条件：速度方向与磁场方向垂直

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若此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多大?

想一想:第10页,共24页，2024年2月25日，星期天+vvsinθθBF=qvBsinθ（θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角）第11页,共24页，2024年2月25日，星期天

若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用,那么洛伦兹力对带电粒子运动速度有什么影响呢?想一想:第12页,共24页，2024年2月25日，星期天Fv+Fv+Fv+第13页,共24页，2024年2月25日，星期天+第14页,共24页，2024年2月25日，星期天

带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？想一想:第15页,共24页，2024年2月25日，星期天（1）要是电子束打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？（2）要是电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？（3）要是电子束打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？

（4）电子束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？

三、电视显像管的工作原理

演示第16页,共24页，2024年2月25日，星期天扫描第17页,共24页，2024年2月25日，星期天在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，一般称之为北极光。极光成因第18页,共24页，2024年2月25日，星期天1、一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（）A、此空间一定不存在磁场B、此空间可能有方向与电子速度平行的磁场C、此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直D、以上说法都不对B第19页,共24页，2024年2月25日，星期天2、有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如果质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为,则质子射入时速为（）质子在磁场中向（）方向偏转。东第20页,共24页，2024年2月25日，星期天3、一个带正电q的小带电体处于磁感应强度垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（）A、使B的数值增大B、使磁场以速率，向上移动C、使磁场以速率，向右移动D、使磁场以速率，向左移动D第21页,共24页，2024年2月25日，星期天小结：运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用．这个力只改变速度的方向，对运动电荷不做功。洛伦兹力的方向可由左手定则来判定．运动电荷速度方向与磁场方向垂