磁场对运动电荷的作用力

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1、人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景3.5磁场对运动电荷的作用力问题1、磁场对通电导线的作用力的方向和大小？2、电流是如何形成的？3、由上述的两个问题你可以猜想到什么？磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。演示：阴极射线在磁场中的运动电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。结论：磁场对运动电荷有力的

2、作用。荷兰物理学家洛伦兹（Lorentz，1853—1928）洛伦兹——“我们时代最伟大最尊贵的人”。运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力，安培力是洛伦兹力的宏观表现。一、洛伦兹力的方向问题：通过刚才的演示实验发现在没有外磁场时，电子束沿直线运动，有磁场时电子束发生偏转。改变磁场的方向，电子束的径迹就会受到影响。怎样确定电子束的受力方向呢？磁场方向、电子的运动方向及其受力方向有什么关系呢？一、洛伦兹力的方向左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。课堂训练－q竖直向上竖直向上垂直纸面向内垂直纸面向外1、判断下列粒子进入磁

3、场时所受的洛伦兹力的方向IBFvvvv二、洛伦兹力大小设有一段长为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（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导线中的电流强度I=导线中的电荷的总个数为N=每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为F安=BIL=BnqSvL二、洛伦兹力大小F洛=qVB(V⊥B）F洛=0(V∥B）当V与B成一角度θ时F洛=qVBsinθ二、洛伦兹力大小思考与讨论（

4、1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直（2）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功F⊥vF⊥B课堂训练1、试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向(q,v,B两两垂直)Fv垂直纸面向外课堂训练2、电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.磁场对电子的作用力始终不变.B.磁场对电子的作用力始终不做功C.电子的速度始终不变.D.电

5、子的动能始终不变BD课堂训练3、电子的速率v=3×106m/s，垂直射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10=4.8×10-14N课堂训练4、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则（）A．带电粒子速度大小改变；B．带电粒子速度方向改变；C．带电粒子速度大小不变；D．带电粒子速度方向不变。CD小结1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力的方向：左手定则F⊥vF⊥B3、洛伦兹力大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=0

6、4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功三、电视显像管的工作原理1、要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向外2、要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向里3、要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。阅读课本：P103