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1、冰岛的极光,第5节 运动电荷在磁场中受到的力,美丽的极光只出现在地球的两极,一、回顾复习：,1、安培力： 方向的判断： 大小的计算：,左手定则zxxk,2、电流是如何形成的？,电流是由电荷的定向移动形成的,3、由此经过科学推理你可以大胆猜想到,磁场对通电导线的安培力产生原因是磁场（可能）对运动电荷有力的作用。,磁场对通电导线（电流）的作用力,提出问题： 安培力是怎样形成？从微观角度安培力本质是什么？,演示：阴极射线在磁场中的偏转,磁场对运动电荷的作用力,一、 洛伦兹力：,实验验证 z.x.x.k,洛伦兹（18531928）,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
2、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”。z.x.x.k,二、探究洛伦兹力的方向学科网,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,实验验证：,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组卷网,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
3、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,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,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。
4、（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）,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
5、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？,美丽的极光只出现在地球的两极,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，打在荧光屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向？,2若要使电子束打在点，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逐渐向点移动，偏转磁场应该怎样变化？,2、电视显像管的工作原理,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
6、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,谢谢！,洛伦兹力和电场力的区别：,电荷在电场中一定受到电场力的作用； 而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。,2.大小：F电Eq,F洛=Bqvsin。,3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。,4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动时，洛伦兹力一定不会对电荷做功。,例1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中
7、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。,CD,例2、摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球从最高处摆到最低处时，摆线上拉力F拉多大？,例3：质量m=0.110-3kg的小物块，带有电量为q=510-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角=30，物块与斜面间的动摩擦因数=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问： （1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？ （2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？,例3、如图所示:在磁感强度为2T的匀强磁场中,一与水平面成37度角的导电轨道,轨道上放一可 移动的金属杆ab，电源电动势为=10伏,内阻r=1欧,ab长L=0.5m,质量m为0.2kg,杆与轨道间的摩擦因数 u=0.1,求接在轨道中的可变电阻R在什么范围内, 可使ab杆在轨道上保持静止?(杆与轨道的电阻不计),b,
