帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力

帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力當(dāng)前1頁(yè)，總共31頁(yè)。Title電視機(jī)顯像管中的電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么能使整個(gè)屏幕發(fā)光？從宇宙深處射來(lái)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(kāi)這些問(wèn)題的鑰匙就是本節(jié)學(xué)習(xí)的磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律．當(dāng)前2頁(yè)，總共31頁(yè)。一、復(fù)習(xí)1、如何運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向？IIFF當(dāng)前3頁(yè)，總共31頁(yè)。一、復(fù)習(xí)2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，那么我們是否可以想到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢？電荷的定向移動(dòng)形成電流當(dāng)前4頁(yè)，總共31頁(yè)。推理與猜想運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I直線運(yùn)動(dòng)？當(dāng)前5頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二、電子射線管實(shí)驗(yàn)沒(méi)有磁場(chǎng)的時(shí)候，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線加入垂直磁場(chǎng)后當(dāng)前6頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)物示意圖當(dāng)前7頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)有作用力－vf－vf－vf－vf－vf－vf安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)IF安.....................當(dāng)前8頁(yè)，總共31頁(yè)。三、洛倫茲力的方向、左手定則vv2、若四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向ff1、伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向當(dāng)前9頁(yè)，總共31頁(yè)。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(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向

vvff垂直紙面向外vB1、可見(jiàn)：以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反。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(chǎng)方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷洛倫茲力f的方向也既垂直于磁場(chǎng)B的方向又垂直于電荷運(yùn)動(dòng)速度v的方向當(dāng)前10頁(yè)，總共31頁(yè)。四、鞏固練習(xí)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(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向。vfvv垂直紙面向里垂直紙面向外vf當(dāng)前11頁(yè)，總共31頁(yè)。關(guān)于洛倫茲力的說(shuō)明：說(shuō)明：1.洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面。洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。2.洛倫茲力對(duì)電荷不做功3.洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。——洛倫茲力對(duì)電荷只起向心力的作用，故只在洛倫茲力的作用下，電荷將作什么運(yùn)動(dòng)？－－－勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前12頁(yè)，總共31頁(yè)。五、洛倫茲力的大小試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何

1、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小f=0

如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),初速度vo跟磁感強(qiáng)度B的方向平行,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)我們知道：當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)安培力等于0v0當(dāng)前13頁(yè)，總共31頁(yè)。五、洛倫茲力的大小2、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力f最大；vqB【思考與討論】:洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B電荷量q電荷運(yùn)動(dòng)快慢v當(dāng)前14頁(yè)，總共31頁(yè)。思考與討論若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力：

I的微觀表達(dá)式：

這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)：

每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小：F=BILvtvsvI=nqsvN=nLs當(dāng)前15頁(yè)，總共31頁(yè)。V［問(wèn)題］若此電子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢？洛倫茲力：F=qVB(V垂直B）B1B2當(dāng)前16頁(yè)，總共31頁(yè)。洛倫茲力與安培力的關(guān)系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。2.大小關(guān)系：F安＝NF洛（N是導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)）3.方向關(guān)系：F安與F洛方向相同4.F安與F洛本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力當(dāng)前17頁(yè)，總共31頁(yè)。特別提醒①洛倫茲力的方向總是垂直于B和v決定的平面．②因?yàn)槁鍌惼澚Ψ较蚩偸桥c速度方向垂直，所以洛倫茲力一個(gè)重要特點(diǎn)就是對(duì)帶電粒子不做功，它只會(huì)改變速度的方向而不會(huì)改變速度的大小．當(dāng)前18頁(yè)，總共31頁(yè)。即時(shí)討論洛倫茲力對(duì)電荷永不做功，而安培力對(duì)導(dǎo)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?yàn)槁鍌惼澚Ψ较蚩偸桥c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(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故可以做功.當(dāng)前19頁(yè)，總共31頁(yè)。練習(xí)題1、擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)小球從最高處擺到最低處，擺線上拉力T多大？當(dāng)前20頁(yè)，總共31頁(yè)。解析：

擺球在運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得：當(dāng)前21頁(yè)，總共31頁(yè)。

擺球在最低點(diǎn)時(shí)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當(dāng)前22頁(yè)，總共31頁(yè)。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、熒光屏等當(dāng)前23頁(yè)，總共31頁(yè)?！舅伎寂c討論】1．若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的Ａ點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？２．若要使電子束打在Ｂ點(diǎn)，磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？３．若要使電子束打在熒光屏上的位置