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(共21張PPT)
第一章
第2節 磁場對
運動電荷的作用力
2024.9.14高二物理組
素養目標
1．能判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小；了解洛倫茲力在生產生活中的應用
2．能由安培力公式推導出洛倫茲力公式
3．了解顯像管的基本構造及工作原理，認識電子束的磁偏轉，體會物理知識與科學技術的聯系
磁場對通電導線的作用，實際是磁場對電流的作用，而電荷的定向移動形成了電流，那么，磁場對運動電荷有力的作用嗎？如果有，力的大小和方向又是怎么樣的呢？
問題
？
洛倫茲力的方向
新知探究一
【問題】 洛倫茲力的方向如何判定的？
1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現。
2.洛倫茲力是安培力的微觀本質。
3.洛倫茲力跟安培力一樣，遵守左手定則。
磁場對運動電荷的作用力——洛倫茲力
04
左手定則
伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內;讓磁感線從掌心進入,并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
四指指向電流的方向
1．洛倫茲力方向的三個決定因素：電荷的電性(正、負)、帶電粒子的速度方向、磁感應強度的方向。
2．F、B、v三者方向間的關系
洛倫茲力F的方向特點：F⊥B且F⊥v，即F垂直于B和v所決定的平面。
3.洛倫茲力永不做功
由于洛倫茲力的方向始終與電荷的運動方向垂直，故洛倫茲力對運動電荷永不做功，它只改變電荷速度的方向，不改變電荷速度的大小。
例1、試判斷圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受到的洛倫茲力的方向。
例2、如圖所示，為電視機顯像管的偏轉線圈示意圖，線圈中心O處的黑點表示電子槍射出的電子，它的速度方向垂直于紙面向外，當偏轉線圈中的電流方向如圖所示時，電子束應( 　 )
A．向左偏轉　　　　　　
B．向上偏轉
C．向下偏轉
D．不偏轉
C
例3、(多選)如圖所示，一陰極射線管左側不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導線AB時，發現射線的運動軌跡向下彎曲，則(　 )
A．導線中的電流方向為從A到B
B．導線中的電流方向為從B到A
C．要使電子束的徑跡向上彎曲，可以通過改變AB中的電流方向來實現
D．電子束的運動軌跡與AB中的電流方向無關
BC
洛倫茲力的大小
新知探究二
如何由安培力的表達式推導出洛倫茲力的表達式？
F洛＝qvB
問題：若帶電粒子不垂直射入磁場，電子受到的洛倫茲力又如何呢？
為B和v之間的夾角
v
B11
B
┴
v
v
v11
┴
1.電荷量為q的粒子以速度v運動時,如果速度方向與磁感應強度B的方向垂直,那么粒子受到的洛倫茲力為
F=qvB。
2.在一般情況下,當電荷運動的方向與磁場的方向夾角為θ時,電荷所受的洛倫茲力為F=qvB sin θ。
3.當電荷平行于磁場方向運動(即θ=0°或θ=180°)時,F=0。
不垂直找垂直
例4、在下圖中，勻強磁場的磁感應強度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小。
例5、如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O點為半圓弧的圓心，在O點存在垂直于紙面向里勻速運動的電子束。∠MOP＝60°，若在M點、N點處各有一長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時O點處的電子受到的洛倫茲力大小為F1。若再將M點處長直導線移至P點處，則O點處的電子受到的洛倫茲力大小為F2，那么F2與F1之比為( 　 )
B
電子束的偏轉
新知探究三
顯像管
【思考與討論】
1、要使電子打在A點，偏轉磁場應該沿什么方向
2、要使電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向
垂直紙面向外
垂直紙面向里
3、要使電子從B點向A點逐漸移動，偏轉磁 場應該怎樣變化？
先垂直紙面向里并逐漸減小,后垂直紙面向外并逐漸增大.
顯像管中兩個偏轉磁場的變化特點
1．水平方向偏轉：磁場沿著豎直方向、強弱不斷變化，如圖甲所示，使電子束打在熒光屏上的光點從左向右不斷移動。
2．豎直方向偏轉：磁場沿著水平方向、強弱不斷變化，如圖乙所示，使電子束打在熒光屏上的光點從上向下不斷移動。
在圖1.2-11所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直。具有不同水平速度的帶電粒子射入后發生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫作速度選擇器。試證明帶電粒子具有速度v＝ 時，才能沿著圖示虛線路徑通過這個速度選擇器。
當堂鞏固

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