[中学联盟]广西桂林市逸仙中学高中物理（人教版）选修3-1：35《运动电荷在磁场中受到的力》（课件+素材，3份）

zxxk 3.5 运动电荷在磁场中受到的力 一、回顾复习： 1、安培力： 方向的判断： 大小的计算： 左手定则 2、电流是如何形成的？ 电流是由电荷的定向移动形成的 3、由此经过科学推理可以大胆猜想到—— 磁场对运动电荷有力的作用。 磁场对通电导线（电流）的作用力 【思考】 既然磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的.那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢? zxxk 6.unknown 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。 让事实说话 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：磁场对运动电荷有作用力. 一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。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”。 二、探究洛伦兹力的方向 理论推导: 安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。 安培力方向用左手定则判定 猜想： 洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 洛伦兹力的方向－－－左手定则 1、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，让磁感线穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么大拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 2、若四指指向负电荷运动的反方 向，那么大拇指所指的方向就是负 电荷所受洛伦兹力的方向 F v v F 课堂练习: 判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向. F垂直纸面向里 F垂直纸面向外 zxxk zxxk F F -q v 甲 -q v 丙 +q v 乙 +q v 丁 思考与讨论： 1、洛伦兹力的作用效果？ 洛伦兹力永远与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度大小。 2、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 洛伦兹力对电荷不做功 三、探究洛伦兹力的表达式： 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）电流强度I。 （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。 2.若带电粒子不垂直射入磁场 1.洛伦兹力：F=qVB (V⊥ B） V B ∥ B⊥ 2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数） 3.方向关系：F安与F洛方向相同 4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力与安培力的关系： 安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。 从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害，图为地磁场的分布图，地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道和两极哪里强？ 地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱 四、应用： 1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用： 思考：你能解释为什么极光只在两极出现吗？ 2、电视显像管的工作原理 主要构造: 电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等 【思考与讨论】 1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？ 2．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？ 3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？ 2、电视显像管的工作原理 zxxk 原理： 应用电子束磁偏转的道理 2、电视显像管的工作原理 一、洛伦兹力的方向：左手定则 1.洛伦兹力永远垂直于v和B组成的平面。 2.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 3.洛伦兹力对电荷不做功 二、洛伦兹力大小： 五、小结： 三、应用： 1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用 2、电视显像管的工作原理 V与B成θ角： zxxk $$