第五節(jié)運動電荷在磁場中受到的力課件2

1、第三章 磁 場,第 五 節(jié) 運動電荷在磁場 中受到的力,1.知道什么是洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向 2.知道洛倫茲力大小的推導過程 3.會利用本節(jié)課學的知識簡單解釋電視顯像管的工作原理,學習目標,方向:,安培力:,1.通電導線在磁場中受到的力,大小:,左手定則,復習鞏固,2.通電導線中的電流是怎樣形成的呢?它的微觀表達式是什么？（說明式中各量意義）,電荷的定向移動形成的,n單位體積內的自由電荷數(shù). q每個自由電荷的電荷. v自由電荷定向移動的速率. S橫截面積.,復習鞏固,一、探究運動電荷在磁場中是否受到力的作用？,現(xiàn)象：,極 光,猜想：,受力？ 不受力？,問題探究,一、探究運動電荷在磁場中

2、是否受到力的作用？,實驗驗證：,陰極射線管 原理：從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡。,結論：運動電荷在磁場中受到力的作用,問題探究,二、探究洛倫茲力的方向,猜 想：左手定則？右手定則？,理論分析：,實驗驗證：陰極射線管實驗,結論：左手定則,因,果,微觀原因,宏觀表現(xiàn),問題:洛倫茲力的方向怎么判斷？,問題探究,洛倫茲力的方向左手定則,1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線穿過手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么大拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向,2、

3、若四指指向負電荷運動的反方 向，那么大拇指所指的方向就是負 電荷所受洛倫茲力的方向,F,問題探究,洛倫茲力的方向左手定則,問題探究,B,B,思維提升：洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面,甲,乙,例1.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,典例分析,垂直于紙面向外,垂直于紙面向外,丙,丁,（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運動方向有什么關系？ 洛倫茲力方向與帶電粒子運動方向垂直 （2）洛倫茲力帶電粒子運動的速度有什么影響？ 只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大小 （3）洛倫茲力對帶電粒子做的功是多少？ 由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運動方向垂直，所以洛倫茲力對運動電荷不做功,

4、思考與討論：,問題探究,三、探究洛倫茲力的表達式：,設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中，求：,問題探究,（1）電流強度I。 （2）通電導線所受的安培力。 （3）這段導線內的自由電荷數(shù)。 （4）每個電荷所受的洛倫茲力。,問題探究,2.若帶電粒子不垂直射入磁場,1.洛倫茲力：F=qvB (v B）,問題探究,B,v,F,2.大小關系：F安NF洛（N是導體中運動的電荷數(shù)）,3.方向關系：F安與F洛方向相同,4.F安與F洛本質都是磁場對運動電荷的作用力,洛倫茲力與

5、安培力的有何關系？,1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。,問題探究,F洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N,例2.電子的速率v=3106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強磁場中,它受到的洛倫茲力是多大?,解析：因為v垂直B,所以所受洛倫茲力大小,問題探究,思考：圖為地磁場的分布圖，地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道和兩極哪里強？,地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強，兩極地區(qū)最弱,思考：你能解釋為什么極光只在兩極出現(xiàn)嗎？,問題探究,1、構造:,電子槍(陰極) 偏轉線圈 熒光屏等,四、應用：電視顯像管的工作原理,問

6、題探究,（1）要使電子打在A點,偏轉磁場應該沿什么方向?,垂直紙面向外,（2）要是電子打在B點,偏轉磁場應該沿什么方向?,垂直紙面向里,（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動,偏轉磁場應該怎樣變化？,先垂直紙面向外并逐漸減小, 后垂直紙面向里并逐漸增大.,2、工作原理：,【思考與討論】,問題探究,問題探究,例3.如圖 ，沒有磁場時，顯像管內電子束打在熒光屏正中的 O 點，加磁場后電子束打在熒光屏 O 點上方的 P點，則所加磁場的方向可能是( ）A垂直于紙面向內 B垂直于紙面向外 C平行于紙面向右 D平行于紙面向左,答案：B,典例分析,電子受到的洛倫茲力的方向向上,由左手定則，可判定磁場方向垂直于

7、紙面向外,1.如圖所示的是磁感應強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關系圖(其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直)其中正確的是(),課堂練習,D,2兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質量之比為14，電量之比為12，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為() A21B11 C12D14 解析：帶電粒子的速度方向與磁感線方向垂直時，洛倫茲力FqvB.與電荷量成正比，與質量無關，C項正確 答案：C,課堂練習,3有關電荷受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是() A電荷在磁場中一定受磁場力的作用 B電荷在電場中一定受電場力的作用 C電荷受電場力的方向與該處電場方向垂直 D電荷若受磁場力，則受力方向與該處磁場方向垂直,課堂練習,答案：BD,電荷在電場中一定受電場力作用，在磁場中，只有電荷運動并且運動方向與磁場方向不平行時才受磁場力作用,電荷受電場力的方向與電場方向相同或相反，電荷若受磁場力，則磁場力方向與磁場方向一定