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1、 磁場對運動電荷 的作用力 招遠市第二中學 張杰1學校課堂Title 電視機顯像管中的電子只是細細的一束，為什么能使整個屏幕發(fā)光？從宇宙深處射來的帶電粒子，為什么不能直射地球？為什么只在地球兩極形成絢麗多彩的極光？解開這些問題的鑰匙就是本節(jié)學習的磁場對運動電荷的作用規(guī)律2學校課堂一、復(fù)習1 1、如何、如何運用左手定則判斷安培力的方向？運用左手定則判斷安培力的方向？IIFF3學校課堂一、復(fù)習2、磁場對電流有力的作用，電流是怎樣形成磁場對電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？的呢？既然磁場對電流有力的作用，電流是由電既然磁場對電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動形成的，那么我們是否可以想到荷的定向

2、移動形成的，那么我們是否可以想到磁場對運動電荷也有作用力呢？磁場對運動電荷也有作用力呢？電荷的定向移動形成電流4學校課堂推理與猜想 運動電荷在磁場中會受到作用力嗎？運動電荷在磁場中會受到作用力嗎？I直線運動？5學校課堂實驗驗證二、電子射線管實驗沒有磁場的時候，電子的運動軌跡是直線加入垂直磁場后6學校課堂實物示意圖7學校課堂實驗結(jié)論磁場對運動電荷的作用力叫做磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力洛倫茲力磁場對運動電荷確實有作用力磁場對運動電荷確實有作用力vfvfvfvfvfvf安培力是洛倫茲安培力是洛倫茲力的力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培洛倫茲力是安培力的力的微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)IF安安.8學校課堂

3、三、洛倫茲力的方向、左手定則vv2 2、若四指指向負電荷運動的、若四指指向負電荷運動的反方反方向向，那么拇指所指的方向就是負電，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向荷所受洛倫茲力的方向ff1 1、伸開左手，使大拇指和其余四伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，若四指指向正電荷運動的方向，那若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 9學校課堂三、洛倫茲力的方向左手定則試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場

4、時所受的洛倫茲力的方向試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向 vvff垂直紙面向外垂直紙面向外vB1 1、可見：以相同速度進入同一磁場的正負電荷受到的洛倫茲力方向相反。、可見：以相同速度進入同一磁場的正負電荷受到的洛倫茲力方向相反。2 2、安培力方向由左手定則判斷。我們知道安培力的方向既垂直于磁場方向，又垂、安培力方向由左手定則判斷。我們知道安培力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷洛倫茲力直于電流方向，同樣也用左手定則判斷洛倫茲力f f的方向也既垂直于磁場的方向也既垂直于磁場B B的方向又的方向又垂直于電荷運動速度垂直于電荷運動速度v v的方向的方向

5、10學校課堂四、鞏固練習試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點粒子的運動方向。試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點粒子的運動方向。vfvv垂直紙面向里垂直紙面向外vf11學校課堂1.洛倫茲力的方向垂直于洛倫茲力的方向垂直于v和和B組成的平面。組成的平面。洛洛倫倫茲力永遠與速度方向垂直。茲力永遠與速度方向垂直。2.洛洛倫倫茲力對電荷不做功茲力對電荷不做功3.洛洛倫倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。12學校課堂五、洛倫茲力的大小試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的情況如何試判斷下圖中的帶

6、電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的情況如何 1 1、當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力最小、當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力最小f=0f=0 如果帶電粒子射入勻強磁場時如果帶電粒子射入勻強磁場時,初速度初速度v vo o跟磁感強度跟磁感強度B B的方向平的方向平行行,粒子將做什么運動？粒子將做什么運動？以初速度以初速度v v0 0做勻速直線運動做勻速直線運動我們知道：當電流方向跟磁場方向平我們知道：當電流方向跟磁場方向平行時安培力等于行時安培力等于0v013學校課堂五、洛倫茲力的大小2、當帶電粒子的運動方向與磁場方向垂、當帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力直

7、時，洛倫茲力f最大最大；vqB【思考與討論思考與討論】:洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關(guān)洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關(guān)?當電荷運動方向跟磁場方向當電荷運動方向跟磁場方向垂直垂直時洛倫茲力的大小跟時洛倫茲力的大小跟三個因素相關(guān)：三個因素相關(guān)：磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B電荷量電荷量q電荷運動快慢電荷運動快慢 v14學校課堂 若有一段長度為若有一段長度為L的通電導線，橫截面積為的通電導線，橫截面積為S，單位，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放，將這段導線垂直于磁場方

8、向放入磁感應(yīng)強度為入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。的勻強磁場中。推導：推導：這段導體所受的安培力這段導體所受的安培力：I的微觀表達式的微觀表達式：這段導體中含有的自由電荷數(shù)：這段導體中含有的自由電荷數(shù)：每個自由電荷所受的洛倫茲力大小每個自由電荷所受的洛倫茲力大?。簈vBnLSnqvSLBnLSBILnLSFf安F=BILvtvsvI=nqsvN=nLsN=nLs15學校課堂V 問題若此電子不垂直射入磁場，問題若此電子不垂直射入磁場，電子受到的洛倫茲力又如何呢電子受到的洛倫茲力又如何呢？洛倫茲力：洛倫茲力：F=qVB (V垂直垂直B）sin(FBqvB v 為 與的夾角）B1B216學校課堂洛倫茲

9、力與安培力的關(guān)系洛倫茲力與安培力的關(guān)系1.安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。安培力產(chǎn)生的原因。2.大小關(guān)系：大小關(guān)系：F安安NF洛洛（N是導體中運動的是導體中運動的電荷數(shù)）電荷數(shù)）3.方向關(guān)系：方向關(guān)系：F安安與與F洛洛方向相同方向相同4.F安安與與F洛洛本質(zhì)都是磁場對運動電荷的作用力本質(zhì)都是磁場對運動電荷的作用力17學校課堂特別提醒 洛倫茲力的方向總是垂直于B和v決定的平面 因為洛倫茲力方向總是與速度方向垂直，所以洛倫茲力一個重要特點就是對帶電粒子不做功，它只會改變速度的方向而不會改變速度的大小 18學校課堂即時討論 洛倫茲力對電荷

10、永不做功，而安培力對導體棒可以做功這是否與安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)相矛盾？為什么？答案：不矛盾，因為洛倫茲力方向總是與速度方向垂直，故不做功；而安培力方向總是與電流方向垂直，但不一定與導體的運動方向垂直，故可以做功.19學校課堂練習題 1、擺長為擺長為L的單擺在勻強磁場中擺動，的單擺在勻強磁場中擺動，擺動中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，擺動中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為電量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強度為，磁感應(yīng)強度為B，當小球從最高處擺到最低處，擺線上拉當小球從最高處擺到最低處，擺線上拉力力T多大？多大？20學校課堂解析：解析：擺球在運動中洛倫茲力不做功，由動能定理得：擺球在運動中

11、洛倫茲力不做功，由動能定理得：211cos2mgLmv21 cosvgL21學校課堂 擺球在最低點時的速度方向不同，洛倫茲擺球在最低點時的速度方向不同，洛倫茲力方向不同，繩受到的拉力大小不同力方向不同，繩受到的拉力大小不同 21FvTmgmL洛121 cosTmgmgBqv32cos21 cosmgmgBqgL22學校課堂六 電視顯像管的工作原理主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等23學校課堂1若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？光屏上的點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？若要使電子束打在點，磁場應(yīng)該沿什么若要使電子束打在點，磁場應(yīng)該沿什么方向？方向？若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？漸向點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？24學校課堂原理：原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理25學校課堂26學校課堂27學校課堂28學校課堂29學校課堂30學校課堂31學校課堂32學校課堂