物理选修1-1 2.4 磁场对运动电荷的作用.ppt

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1、2.4《磁场对运动电荷的作用》知识回顾判断下列图中安培力的方向若已知上图中：B=4.0×10-2T，导线长L=10cm，I=1A。求：通电导线所受的安培力大小？电流是如何形成的？思考电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流（通电导线）有力的作用，由此你会想到了什么？磁场可能对运动电荷有力的作用。实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。实验验证在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极.阴极接高电压的负极、阳极接正极.阴极能够发射电子,电子束在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极.这个管子叫做电子射线管.为了显示电子束运动的情况,管内装有长条形的荧光屏,屏上的物质受到电子的撞击时能够发光

2、。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一、洛伦兹力1、磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫做洛仑兹力.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。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”。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

3、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．验证：尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向．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vv1、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，让磁感线垂直穿过手心，若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。FF洛伦兹力的方向下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗？洛仑兹力

4、F洛的大小与什么有关？FVFB请大家猜一猜？速度V磁场的磁感应强度B带电粒子的电荷量q可以证明：洛仑兹力f的大小等于电荷量q、速度V、磁感应强度B三者的乘积当速度V的方向与磁感应强度B的方向垂直时：4、洛伦兹力的大小当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时：F＝0课堂练习:1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.-qv甲F-qv丙F垂直纸面向里+qv乙F+qv丁F垂直纸面向外【例2】关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直

5、于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B1.产生：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的作用,磁场只对运动电荷才有磁场力的作用洛伦兹力与电场力的区别：2.大小：在匀强电场中,电荷所受的电场力与V无关，是一个恒力在匀强磁场中,洛伦兹力与V有关3.方向：电场力的方向与电场方向平行,正电荷的电场力方向就是电场方向无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力永远与磁场方向垂直。4.做功：电场力对电荷可能做功，也可能不做功洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直,永远不会做功小结小结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

6、在的平面负电荷的方向与正电荷的相反洛仑兹力有什么特点呢？fVf-q洛仑兹力F的方向总跟运动电荷的速度v的方向垂直。洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度的大小。洛仑兹力对在磁场中运动的电荷不做功。思考如果带电粒子射入匀强磁场时，初速度跟磁场方向垂直（如图所示），粒子在洛仑兹力的作用下将做什么运动？思考电子束的磁偏转图2.4-2洛伦兹力演示仪下图实验装置可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射线管和一组线圈组成。通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，外加磁场后，电子

7、束的径迹变成圆形。磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径。电子束的磁偏转显像管的工作原理1、电子束是怎样实现偏转的？思考与讨论2、在图2.4－3中，如图所示（1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？（2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？（3）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能发光能？科学漫步科学足迹【例1】如图所示的是磁感