(优质课)运动电荷在磁场中受到的力

知识回顾判断下列图中安培力的方向：FF电流是如何形成的？BIF┓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，由此你会想到了什么？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§3.5运动电荷在磁场中受到的力阴极阳极狭缝荧光板电子束实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。实验验证当电子射线管的周围不存在磁场时，电子的运动轨迹是直线当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线磁场对运动电荷有力的作用结论1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.一、洛伦兹力洛伦兹（1853—1928）洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。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。洛伦兹力是安培力的微观本质。一、洛伦兹力猜想：能不能用左手定则来判定？推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。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。洛仑兹力F洛的方向如何确定？思考3、洛伦兹力的方向----左手定则v(1)伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。(2)如果运动的是负电荷，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。FFvNS下图中电子束的偏转方向？实验验证：SN实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。下图中电子束的偏转方向？实验验证：1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向：课堂练习垂直纸面向里垂直纸面向外FFFF洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关:1.磁感应强度B2.电荷量q3.电荷运动快慢v二、洛伦兹力的大小vvvv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，求洛伦兹力二、洛伦兹力的大小IFvvvv(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qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLNnqvSILnqvSBBILF)(安qvBF洛电荷量为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垂直B)二、洛伦兹力的大小问题: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?V∥V⊥(v⊥B)(v∥B)特例:qvBF洛0洛F当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为θ，电荷所受的洛伦兹力大小为二、洛伦兹力的大小sinqvBF洛2：为了研究某种放射源发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。课堂练习:带正电带负电不带电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。三、显像管的工作原理思考与讨论如图所示，电视显像管中，要使电子束从B逐渐向A点扫描，必须加一个怎样变化的偏转磁场？荧光屏中点O的下方，应加一垂直向内的磁场，且越下方磁场越强，而在O点的上方，应加一垂直向外的磁场，且越上方的磁场越强。电视显像管中的扫描在电视显像管的偏转区中存在水平方向和竖直方向强弱和方向都在不断变化的偏转磁场，于是，电子枪发出的电子束在荧光屏上的发光点不断移动，对图像进行扫描，扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b，且每秒要进行50场扫描，结果，我们就感觉到荧光屏上整个都发光了。3、带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）A、只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同B、如果把＋q改为－q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变C、只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用D、带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小B课堂练习小结1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力方向的判断：左手定则F⊥V，F⊥B，F⊥V、B所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反3、洛伦兹力的大小：FqvB洛VBC4、一长直螺线管通有交流电，一个电子以速度v沿着螺线管的轴线射入管内，则电子在管内的运动情况是：()A、匀加速运动B、匀减速运动C、匀速直线运动D、在螺线管内来回往复运动课堂练习5、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率将（）A、变大B、变小C、不变D、条件不足，无法判断B课堂练习