3.5 运动电荷在磁场中受到的力 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

第5节 运动电荷在磁场中受到的力 第三章 磁 场 回顾旧课——安培力 1. 概念：＿＿＿＿在磁场中受到的力称为安培力。 2. 大小： (1)B与I平行时，F= ＿＿ ； (2)B与I垂直时，F= ＿＿。 (3)B与I夹角为θ时，F= ＿＿＿＿。 3. 方向：安培力方向可用＿＿＿＿来判定； 通电导体 0 BIL 左手定则 BILsin θ 画出下图安培力的受力方向： B I F F 思考 1. 电流是如何形成的？ 2. 磁场对电流（通电导线）有力的作用， 磁场对运动电荷有力的作用吗？ 电流是电荷的定向运动形成的 实验 观察阴极射线 在磁场中的偏转 ..\..\PHYSICS31\H31316.exe 1.现象：在阴极射线管的周围，无磁场时，电子的运动 轨迹是＿＿；有磁场时，电子的运动轨迹是＿＿。 2.结论：磁场对运动电荷＿＿＿＿＿＿。 直线 曲线 存在力的作用 洛伦兹（1853~1928），荷兰物理学家，1902年获诺贝尔物理学奖。 1.定义: 运动电荷在磁场中受到＿的作用，称为＿＿＿＿； 一、洛伦兹力的概念 力 洛伦兹力 － v f － v f － v f － v f － v f － v f . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . I F安 安培力是洛伦兹力的＿＿＿＿ 洛伦兹力是安培力的＿＿＿＿ 2. 洛伦兹力与安培力的关系 微观本质 宏观表现 运动电荷所受洛伦兹力的＿＿＿在宏观上表现为安培力，即F=＿＿。 矢量和 Nf 一、洛伦兹力的概念 二、洛伦兹力的方向 1.特点：洛伦兹力的方向＿＿于v和B组成的平面，即 洛伦兹力永远与速度方向＿＿； 垂直 垂直 【口诀】伸开＿＿，掌心＿＿，四指＿＿，拇指＿＿ （若是负电荷运动，则四指＿＿） 2.判定：洛伦兹力方向可用＿＿＿＿判定； 左手定则 ⊕ v B f 左手 向北 电流 受力 反向 二、洛伦兹力的方向 3.效果: (1) 洛伦兹力只改变速度的＿＿，不改变速度的 ＿＿，洛伦兹力 对电荷＿＿＿； (2)洛伦兹力对电荷只起＿＿＿ 的作用，故只在洛伦兹力的作 用下，电荷将作＿＿＿＿运动。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v f 方向 大小 不做功 向心力 匀速圆周 三、洛伦兹力的大小 1. 理论推导：设导线内单位体积内 的电荷数为n， 每个电荷的电量为q， 电荷定向运动的速度为v， 磁感应强度为B，导线的长度L，导线的横截面积S (1)通过导线的电流＿＿＿＿＿＿＿＿ (2)这段电流的安培力＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ (3)这段导体的总电荷数＿＿＿＿＿ (4)单个电荷受到的洛伦兹力＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 三、洛伦兹力的大小 2. 计算公式： (1)当v⊥B时,则f =＿＿； (2)当v∥B或v=0时，则 f =＿； (3)当v与B的夹角为任意角 度θ时，则f =＿＿＿＿。 qvBsinθ qvB 0 v B f + v θ B f + 例题1 已知一质子以5×107m/s的速度沿如图所示方向进入磁感应强度B=2T的匀强磁场中，质子受的洛伦兹力为多大？ （结果保留两位有效数字） 解：质子所受的洛伦兹力为 f = qvBsin（90º+30º） ＝qvBcos30º =1.4×10-11N B 例题2 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁感线垂直且水平放置的长为L的摆线，拉一质量为m、带电荷量为＋q的摆球．试求摆球向左通过最低位置时绳上的拉力F。 解： 摆球运动到最低点时的速度为v， 摆球在最低点时， 由于在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得 摆线的拉力为 向心力为 洛伦兹力为 mg qvB F v 四、显像管的工作原理 1.结构： (1)＿＿＿—产生高能电子束； (2)＿＿＿＿—提供磁场，使电子束发生偏转； (3)＿＿＿—使电子束发光，屏幕上有红、绿、蓝三 种颜色的荧光物质。 2. 原理：电子枪发射电子，经过＿＿＿线圈时，受