《磁场对运动电荷的作用力》课件

《磁场对运动电荷的作用力》温故知新—磁场对通电导线的作用力安培力：

安培力方向的判断：左手定则

安培力大小的计算：F=BIL(B⊥I)F=0(B∥I)F=BILsinθ(B与I夹角为θ)磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你想到了什么？【猜想】磁场可能对运动电荷有力的作用！导体中的电流是由电荷的定向移动产生的电流是如何形成的？温故知新—电流探究1：磁场对运动电荷是否有力的作用?实验探究—电子束在磁场中偏转探究1：磁场对运动电荷是否有力的作用?实验现象

在没有外磁场时，电子束沿直线运动；将磁铁N极靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

实验结论

磁场对运动电荷有力的作用。实验探究—电子束在磁场中偏转洛伦兹（1853─1928）1.运动电荷在磁场中受到的力，称为洛伦兹力。2.洛伦兹力与安培力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观表现安培力洛伦兹力磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用因果宏观表现一.洛伦兹力微观探究2：洛伦兹力的方向和什么有关？实验探究—电子束在磁场中偏转探究2：洛伦兹力的方向和什么有关？实验现象

改变磁场方向，电子束的偏转方向也发生变化，说明了洛伦兹力方向发生变化。

实验结论

洛伦兹力方向与磁场方向有关。实验探究—电子束在磁场中偏转洛伦兹力的方向的判断：左手定则1、伸开左手，使拇指和其余四个手指垂直且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。2、若是负电荷，则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。F二.洛伦兹力的方向vFvvF练习：试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向.带电粒子的电性或带电粒子的运动方向.vFFv粒子垂直于纸面向里运动所受洛伦兹力垂直于纸面向外二.洛伦兹力的方向洛伦兹力既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电荷的运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即：F⊥（B与v平面）vvFF二.洛伦兹力的方向F⊥v：洛伦兹力只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。重要结论：洛伦兹力永远不做功！如何由安培力表达式推导出来？设有一段长为L，横截面积为S的直导线，电流大小为I，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IFvvvv（1）通电导线所受的安培力（2）通电导线中的电流（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力三.洛伦兹力的大小v［问题］若粒子不垂直射入磁场，粒子受到的洛伦兹力又如何呢？F=qvB

(v垂直B）

B1B2课后思考：还可以分解v三.洛伦兹力的大小洛伦兹力的表达式总结θ

=0°时（v∥B

）：F洛=0；θ

=90°时（v⊥B）：F洛=qvBv与B成θ时，F洛=qvBsinθ三.洛伦兹力的大小四.电子束的磁偏转1、如果要是电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？2、电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向？3、使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A移动，偏转磁场应怎样变化？显像管原理示意图俯视图四.电子束的磁偏转实际上，在偏转区的水平方向上和竖直方向上都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图中那样不断移动，这在显示技术中叫做扫描显像管原理示意图俯视图四.电子束的磁偏转实际上，在偏转区的水平方向上和竖直方向上都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图中那样不断移动，这在显示技术中叫做扫描四.电子束的磁偏转课堂小结1.磁场对运动电荷的作用力：洛伦兹力2.洛伦兹力的方向：左手定则3.洛伦兹力的大小：F=qvB(v⊥B)

F=0(v∥B)F=qvBsinθ(v与B夹角为θ)随堂检测1.匀强磁场中,一个运动的带电粒子受到洛伦兹力F的方向如图所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是(

)A.粒子带负电,向下运动B.粒子带正电,向左运动C.粒子带负电,向上运动D.粒子带正电,向右运动解析

根据左手定则,让磁感线穿过掌心,拇指指向F的方向,可判断出四指向上,这样存在两种可能:粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动,故A正确,C错误;而粒子若左右运动,则受力沿上下方向,故B、D错误,正确答案是A。答案

A2.在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方放置一根通有如图所示电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则电子将(

)A.向上偏转

B.向下偏转C.向纸里偏转

D.向纸外偏转解析

由题图可知,直导线电流的方向由左向右,根据安培定则,可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里,而电子运动方向由左向右,由左手定则知(电子带负电荷,四指要指向电子运动方向的反方向),电子将向下偏转,故B选项正确。答案

B3.如图所示,带负电的粒子在匀强磁场中运动。关于带电粒子所受洛伦兹力的方向,下列各图中判断正确的是(

)解析

本题考查了左手定则的应用,根据左手定则即可正确判断磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系。根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向向下,故A正确;B图中洛伦兹力方向向上,故B错误;C图中所受洛伦兹力方向垂直纸面向里,故C错误;D图中受洛伦兹力方向垂直纸面向外,故D错误。故选A。答案

A4.(多选)速度选择器如图所示,电场强度为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直。一电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰好沿直线穿过,则下列说法正确的是(

)A.若带电粒子带的电荷量为+2q,粒子将向下偏转B.若带电粒子带的电荷量为-2q,粒子仍能沿直线穿过C.若带电粒子速度为2v,且粒子不与极板相碰,则从右侧射出时电势能一定增加D.若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过答案

BC5.一个质量为m=0.1g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷量,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面固定且置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面(g取10m/s2)。请回答以下问题。(1)小滑块带何种电荷?(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?(3)该斜面长度至少多长?解析

(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中,受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力