.磁场对运动电荷的作用力..ppt

3.5 磁场对运动电荷的作用力 运动电荷在磁场中会受到作用力吗？ 思考与讨论 （1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直 （2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？ 只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小 （3）洛伦兹力对带电粒子做功怎样？ 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直, 所以洛伦兹力对运动电荷不做功 课堂训练 1、电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？ 课堂训练 2、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 （ ） A．带电粒子速度大小改变； B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变； D．带电粒子速度方向不变。 洛伦兹力与电场力的比较 小 结 1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 2、洛伦兹力的方向：左手定则 F ⊥ v F ⊥ B 3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsinθ V⊥B F洛=qVB V∥B F洛= 0 4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变 力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功 四、电视显像管的工作原理 * 运用左手定则判断安培力的方向 I I 思考：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，由此我们是否可以认为这个力其实就是作用在电荷上的？ F F 复习引入 I 我们把磁场对运动电荷的作用力叫做 洛伦兹力 分析：电荷通过磁场的这个运动过程也形成了一个电流，根据电流垂直通过磁场会受到磁场力的原则，我们可以知道电荷将受到一个磁场力。 问题探究 【推理】 磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现。即： 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现． 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。 一、阴极射线在磁场中的偏转实验 二、洛伦兹力的方向、左手定则 v v 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、若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 f f v v B v f f 洛伦兹力方向:由里往外 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。 2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v方向 巩固练习 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、 或带点粒子的运动方向。 v f f v f v v 洛伦兹力方向 垂直纸面向里 F ⊥ v F ⊥ B 小结： 1.洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。 洛仑兹力永远与速度方向垂直。 2.洛仑兹力对电荷不做功 3.洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 ——洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何 v0 1、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小f=0 如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度vo跟磁感强度B的方向平 行,粒子将做什么运动？ 以初速度v0做匀速直线运动 三、洛伦兹力的大小 我们知道：当电流方向跟磁场方向平 行时安培力等于0 2、当带电粒子的运动方向与磁场方向垂 直时，洛伦兹力f最大； v q B 实验表明：磁场越强（磁感强度越大）、电荷量越大、运动速度越快，电荷受到的洛伦兹力越大； 三、洛伦兹力的大小 当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟 三个因素相关： 磁感应强度B 电荷量q 电荷运动快慢 v 思考与讨论 若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。 推导：这段导体所受的安培力 ： I的微观表达式 ： 这段导体中含有的自由电荷数： 每个自由电荷所受的