資源簡介

(共24張PPT)
1.2 磁場對運動電荷的作用力
學習目標：
1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.
2、知道洛倫茲力大小的推理過程.
3、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算.
4、了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功.
5、了解電視顯像管的工作原理
一、溫故知新：
1、安培力的定義：
磁場對通電導線的作用力
方向的判斷：
左手定則
大小的計算：
2、電流是如何形成的？
通過以上內容的回顧，請你猜想一下通電導線在磁場中受安培力力的本質是什么？
電流是由電荷的定向移動形成的
磁場對運動電荷有力的作用
實驗驗證：陰極射線在磁場中的偏轉
1 、沒有磁場時，接通高壓電源可以觀察到什么現象。
2、光束實質上是什么？
3、若在電子束的路徑上加磁場，可以觀察到什么現象？
4、改變磁場的方向，通過觀查從而判斷運動的電子在各個方向磁場中的受力方向。
探究一：磁場對運動電荷是否有力的作用？
將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發現電子束運動軌跡發生了彎曲。
一束電子流
運動電荷在磁場中受到的作用力叫做洛倫茲力。
荷蘭物理學家 洛倫茲
（ Lorentz， 1853—1928）
洛倫茲——“我們時代最偉大最尊貴的人”。
追問1：猜想洛倫茲力的方向與磁場的方向、運動電荷速度方向有關系是否正確？
追問3：可用什么簡潔的方法體現這三者方向關系呢？
追問2：三者方向在空間上存在怎樣的關系？
追問4：如何判斷運動的負電荷在磁場中受到洛倫茲力的方向？
探究二 ：如何確定洛倫茲力的方向
洛倫茲力的方向-------左手定則
v
v
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，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向
2、若為負電荷，四指指向負電荷運動
的反方向，那么拇指所指的方向就是
負電荷所受洛倫茲力的方向
f
f
V
B
V
v1
v2
V
B
+
洛倫茲力F與v、B三者間的方向關系
B
F
+
F
F
課堂練習:
1.判斷下列粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.
+ q
v
甲
f
+ q
v
丙
f垂直紙面向外
+q
v
乙
f
+q
v
丁
f垂直紙面向外
探究三 洛倫茲力的大?。?br/>（1）探究思路 ， 猜想洛倫茲力與安培力的關系
安培力
洛倫茲力
微觀
宏觀
安培力是洛倫茲力的宏觀表現。
邏輯思維的魅力
（2）邏輯推理：洛倫茲力的表達式
建模 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
（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。
（4）每個電荷所受的洛倫茲力。
導線中的電流強度 I =
導線中的電荷的總個數為N =
每個電荷受力為
nqSv
nSL
導線受安培力為 F安 =
BIL=BnqSvL
推導
v
［問題］若此電荷不垂直射入磁場，
電荷受到的洛倫茲力又如何呢 ？
洛倫茲力：f=qVB (V垂直B）
B1
B2
（1）f洛=qVB (V⊥B）
（2）f洛= 0 (V∥B）
（3）當V與B成一角度θ時
f洛=qVBsinθ
對公式的理解
探究四 洛倫茲力的特點
（2）洛倫茲力對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永遠不做功。
（1）洛倫茲力的方向既垂直于磁場，又垂直于 速度， 即垂直于v和B所組成的平面
當堂檢測
1、電子以初速度V垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中,則 ( )
A.磁場對電子的作用力始終不變.
B.磁場對電子的作用力始終不做功
C.電子的速度始終不變.
D.電子的動能始終不變
BD
2. 一帶負電的小滑塊從光滑的斜面頂端滑至底端時的速率為V；若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，則它滑至底端時的速率將（ ）
A. 變大
B. 變小
C. 不變
D. 條件不足，無法判斷
C
3、來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直 的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子 在進入地球周圍的空間時，將( )
A. 豎直向下沿直線射向地面
B. 相對于預定地面向東偏轉
C. 相對于預定點稍向西偏轉
D. 相對于預定點稍向北偏轉
v
B
+
+
以正電荷為例
應用 電視顯像管的工作原理
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、要使電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？
垂直紙面向里
3、要使電子束從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，
然后垂直紙面向里并逐漸增大。
模擬演示
若有一電子束以垂直于紙面向里的速度從O點射入.則電子的運動軌跡
繞有絕緣的通電導線的鐵環,電流方向如圖所示.
向右偏轉
向左偏轉
向下偏轉
向上偏轉
小結
1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力
安培力是洛倫茲力的宏觀表現
2、洛倫茲力的方向：左手定則
F ⊥ v F ⊥ B
3、洛倫茲力的大?。?F洛=qVBsinθ
V⊥B F洛=qVB
V∥B F洛= 0
4、特點：洛倫茲力只改變速度的方向，不改變 速度的大小，洛倫茲力對運動電荷不做功

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