运动电荷在磁场中的运动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课前读：教材P95-98,运动电荷在磁场中受到的力,2014.11.20,1,知识回顾,磁场对电流的作用安培力,判断下列图中安培力的方向，及大小。,I,B,若导线的电流为I、磁场强度为B，导线长度L，则所受的安培力为多少？,2,知识回顾,磁场对处于磁场中的电流有力的作用，电流是怎样产生的呢？,电荷的定向移动产生电流,磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们是否可以认为：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现？,思考与讨论,3,观察阴极射线在磁场中的偏转,阴极射线-高速运动的电子流,4,实验观察到的现象：,1、未加磁场时，电子束的轨迹为一条直线,2、电子束在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生弯曲,3、当磁场的方向发生变化时，电子束的弯曲方向也发生了改变,结论：,1、磁场对,运动电荷,有力的作用,2、磁场对,运动电荷,力的方向与磁场的方向及电荷的运动方向有关,运动电荷在磁场中所受的力洛伦兹力,5,学习目标,学习目标,1. 认识洛伦兹力，会判定洛伦兹力的方向；,2. 会计算洛伦兹力的大小和用洛伦兹力的公式解决有关问题；,3.了解电视显像管的基本构造及工作的基本原理。,6,自主学习,一、1.（1）,运动电荷,（2）,宏观表现,2.（1）,磁感线 正电荷运动的方向,洛伦兹力 相反,3.（1）,V,B,（2）,V,B,二、1.,磁偏转,2.,水平 竖直 强弱和方向 扫描 一场 50,3.,一条直线 发生弯曲 向相反的方向弯曲,7,探究一 洛伦兹力方向,1、电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力吗？,2、利用左手定则判断电荷所受洛伦兹力的方向时，四指所指的方向一定是电荷运动的方向吗？,3. 洛伦兹力方向、磁感应强度方向和电荷运动方向三者有何关系？,不一定，当电荷静止或电荷平行于磁场运动时不受洛伦兹力,四指所指方向一定是,正电荷,运动的方向,F,B F V , 但V不一定 B,4、洛伦兹力对电荷运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是什么？,由于洛伦兹力与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动速度方向，不改变电荷速度大小,8,q,竖直向上,竖直向上,垂直纸面向内,垂直纸面向外,例1 判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,总结：1. 确定洛伦兹力的方向需明确运动电荷的电性，特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向相反 2. 影响洛伦兹力方向的三因素,：（1）电荷运动的方向（2）电荷的电性 （3）磁感线的方向,9,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,I,F,v,v,v,v,（1）,通电导线中的电流,（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,探究二 洛伦兹力的大小,10,电荷量为,q,的粒子以速度,v,运动时，如果速度方向与磁感应强度方向,垂直,，那么粒子所受的洛伦兹力为,(,v,B),若带电粒子,不垂直,射入磁场，粒子受到的洛伦兹力又如何呢?,探究二 洛伦兹力的大小(可不讲),2.电荷在某点所受洛伦兹为零，是否说明该点的磁感应强度为零？,不是，磁感应强度取决于磁场本身,11,例2 电子的速率v310,6,m/s，垂直射入B0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？,分析求解：FqvB1.6010,19,310,6,0.10,4.810,14,N,例3 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速度为v，电荷量均为q，试求出带电粒子所受洛伦兹力的大小。,甲：因vB，所以F=qvB，方向与v垂直，斜向上,丁：v与B垂直，F=qvB，方向与v垂直，斜向下,乙：v与B的夹角为30,0,，F=qvBsin30,0,=1/2qvB，方向垂直纸面向里,丙：由于v与B平行，所以不受洛伦兹力,12,电视显像管的工作原理,电视显像管应用了,电子束在磁场中的偏转,原理。电子束射向荧光屏就能发光，一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光。,13,小 结,1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力,安培力是洛伦兹力的宏观表现,2、洛伦兹力的方向：左手定则,F v F B,3、洛伦兹力大小：,F,洛,=qVBsin,VB,F,洛,=qVB,VB,F,洛,= 0,4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变 力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功,14,1、,试判断如图所示的各图中带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的电性,当堂检测,A.竖直向上,B.垂直纸面向外,C.负电,D.垂直纸面向里,15,2、在真空中的玻璃管中，封有两个电极，当加上电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线，如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图所示，则阴极射线将会（ ）,向上偏斜,B.,向下偏斜,C.,向纸内偏斜,D.,向纸外偏斜,答案：A,16,3.,带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是( )A洛伦兹力对带电粒子做功,B洛伦兹力不改变带电粒子的动能C洛伦兹力的大小与速度无关,D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向,答案：B,17,4. 有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是（ ）A电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B电荷在电场中一定受到电场力的作用,C电荷在受电场力的方向与该处的电场方向一致,D粒子若仅受洛伦兹力，其动能不变、速度也不变,答案：B,18,