選修1-1 24_磁場對運動電荷的作用

1、磁場對運動電荷的作用磁場對運動電荷的作用新課標(biāo)高中物理選修11第二章第二章 磁場磁場復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)引入新課引入新課：1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？、磁場對通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？2、電流是如何形成的？、電流是如何形成的？3、由上述的兩個問題你可以想到什么？、由上述的兩個問題你可以想到什么？磁場對通電導(dǎo)線的安培力，可能是作用在磁場對通電導(dǎo)線的安培力，可能是作用在大量的運動電荷上，是作用在運動電荷上大量的運動電荷上，是作用在運動電荷上的安培力的宏觀表現(xiàn)，也就是說的安培力的宏觀表現(xiàn)，也就是說磁場可能磁場可能對運動電荷有力的作用對運動電荷有力的作用。大小：大?。篎=BIL 方向方向：左手定則

2、左手定則電流由電荷的定向移動形成的電流由電荷的定向移動形成的實驗驗證實驗驗證一一.洛倫茲力洛倫茲力1.洛倫茲力定義：磁場對運動電荷的作用力。洛倫茲力定義：磁場對運動電荷的作用力。2.驗證：驗證：實驗實驗實驗表明實驗表明：v陰極射線管（電子射線管）中的電子束在陰極射線管（電子射線管）中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場對運動電荷確實存磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場對運動電荷確實存在作用力在作用力v洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力洛倫茲力 v通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力是洛倫茲通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)力的宏觀表現(xiàn) 3.洛倫茲力與安培力的關(guān)系

3、洛倫茲力與安培力的關(guān)系： 作用在通電導(dǎo)體上的作用在通電導(dǎo)體上的安培力是安培力是磁場對運動磁場對運動電荷電荷洛倫茲力洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)的宏觀表現(xiàn)。 洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。4.洛倫茲：洛倫茲： 荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對運動電荷有荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對運動電荷有作用力的觀點。作用力的觀點。二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向 1 1推理：左手定則判斷安培力方向，大量定推理：左手定則判斷安培力方向，大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向向

4、2 2洛倫茲力的方向由洛倫茲力的方向由左手定則左手定則判定判定 內(nèi)容內(nèi)容: :伸開左手，使大拇指伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直且處于跟其余四個手指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向四指指向正電荷正電荷運動的方向，運動的方向，那么大拇指所指的方向就是那么大拇指所指的方向就是運動電荷所受的洛倫茲力方運動電荷所受的洛倫茲力方向向（1 1）對于正電荷四指指向電對于正電荷四指指向電荷的運動方向荷的運動方向（2 2）對于負(fù)電荷四指指向電對于負(fù)電荷四指指向電荷運動的反方向荷運動的反方向3.洛倫茲力的方向的兩個特點：洛倫

5、茲力的方向的兩個特點： (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二者所決二者所決定的平面。定的平面。 (2)洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方向垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速向垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度方向，而不改變速度的大小。度方向，而不改變速度的大小。 Fv FBFv FB課堂練習(xí)課堂練習(xí): 1.1.判斷下列粒子判斷下列粒子剛進(jìn)入剛進(jìn)入磁場時所受的磁場時所受的洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向. .-qv甲甲F-qv丙丙F垂直紙面向里垂直紙面向里+qv乙乙F+qv丁丁F垂直紙面向外垂直紙面向外三、電子束的偏轉(zhuǎn)三、電子束的偏轉(zhuǎn) 下頁

6、圖中所示的實驗裝置叫做下頁圖中所示的實驗裝置叫做洛倫茲力演示儀，可洛倫茲力演示儀，可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個球形電子射以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 三、電子束的偏轉(zhuǎn)三、電子束的偏轉(zhuǎn)在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進(jìn)在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進(jìn)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)的，外加磁場后，電子

7、束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。弱和電子的速度都能影響圓的半徑。左：直線左：直線右：圓形右：圓形四、顯象管的工作原理四、顯象管的工作原理 電視機(jī)電視機(jī)顯象管也用到了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理顯象管也用到了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。 小結(jié)小結(jié)一、洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力一、洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 二、洛倫茲力方向的判斷：二、洛倫茲力方向的判斷： 左手定則左手定則FVFV， FB ，F(xiàn) F、B所在的平面所在的平面負(fù)電荷的方向與正電荷的相反負(fù)電荷的方向與正電荷的相反三、三、洛倫茲力對電荷不做功洛倫茲力對電

8、荷不做功 FV四、四、電子束的磁偏轉(zhuǎn)電子束的磁偏轉(zhuǎn)五、五、顯象管的工作原理顯象管的工作原理課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P P41 41 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、3 3課外作業(yè)課外作業(yè)： P P4141 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、2 2課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P P41 41 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、3 3課外作業(yè)課外作業(yè)： P P4141 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、2 2課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P P41 41 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、3 3課外作業(yè)課外作業(yè)： P P41

9、41 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、2 2比較電場和磁場對電荷的作用力比較電場和磁場對電荷的作用力1. 電荷在電場中電荷在電場中一定一定受電場力的作用受電場力的作用.運動電荷在磁場中運動電荷在磁場中不一定不一定受洛倫茲力的作用受洛倫茲力的作用.2.電場力的大小電場力的大小F=qE洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小F=qvB不要求不要求3.電場力方向與電場方向電場力方向與電場方向平行平行4.洛倫茲力方向與磁場方向洛倫茲力方向與磁場方向垂直垂直電場力對運動的電荷電場力對運動的電荷不一定不一定做功做功.洛倫茲力對運動的電荷洛倫茲力對運動的電荷一定不一定不做功做功1.1.產(chǎn)生產(chǎn)生：電場對運動電荷、靜止電荷都

10、有電場力的：電場對運動電荷、靜止電荷都有電場力的 作用作用, ,磁場只對運動電荷才有磁場力的作用磁場只對運動電荷才有磁場力的作用洛倫茲力與電場力的區(qū)別洛倫茲力與電場力的區(qū)別：2.2.大小大?。涸趧驈?qiáng)電場中：在勻強(qiáng)電場中, ,電荷所受的電場力與電荷所受的電場力與V V無關(guān)，無關(guān)，是一個恒力是一個恒力 在勻強(qiáng)磁場中在勻強(qiáng)磁場中, ,若運動電荷的速度發(fā)生變化若運動電荷的速度發(fā)生變化, ,洛倫洛倫茲力也會發(fā)生變化茲力也會發(fā)生變化3.3.方向方向：電場力的方向與電場方向：電場力的方向與電場方向平行平行, ,正電荷的正電荷的電場力方向就是電場方向電場力方向就是電場方向 無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲

11、力永無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場方向遠(yuǎn)與磁場方向垂直。注意垂直。注意負(fù)電荷相反負(fù)電荷相反4.4.做功做功：電場力對電荷可能做功，也可能不做功：電場力對電荷可能做功，也可能不做功 洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直, ,永遠(yuǎn)不會做功永遠(yuǎn)不會做功課堂練習(xí)課堂練習(xí): 1.試判斷下圖中所示的帶電的運動粒子在試判斷下圖中所示的帶電的運動粒子在磁場中所受的洛倫茲力的方向。磁場中所受的洛倫茲力的方向。F FF FF FF F( (垂直紙面向外垂直紙面向外) ) ( (垂直紙面向外垂直紙面向外) ) 2.2.來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍