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1、3.5 磁场对运动电荷的作用力,一、磁场对运动电荷的作用力,二、洛仑兹力的方向,三、洛仑兹力大小,四、电视显像管的工作原理,复 习,1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？,2、电流是如何形成的？,3、由上述的两个问题你可以想到什么？,磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。,电荷的定向移动形成的,大小： FBIL,方向：左手定则,一、磁场对运动电荷的作用力,1、演示：阴极射线在磁场中的偏转,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
2、运动轨迹。,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。,2、 运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛仑兹力，安培力是洛仑兹力的宏观表现。,二、洛仑兹力的方向,左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。,B,B,垂直于纸面向外,垂直于纸面向外,1、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、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面,甲,乙,丙,丁,训练加固：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,心得体会,（1）通电导线中的电流（2）通
3、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,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,三、洛仑兹力大小,VB: F洛=qVB,VB:F洛= 0,当V与B成一角度时,F洛=qVBsin,三、洛仑兹力大小,把B或者V进行分解,为B和v之间的夹角,思考与讨论,（1）洛仑兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？,洛伦兹力的方向既垂直于磁场,又垂直于速度, 即垂直于v和B所组成的平面,（2）洛仑兹力带电粒子运动的速度有什么影响？,洛伦兹
4、力只改变速度的方向, 不改变速度的大小,（3）洛仑兹力对带电粒子做的功是多少？,由于洛仑兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛仑兹力对运动电荷不做功,电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，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，磁场力一定不会对电荷做功。,四、电视显像管的工作原理,1
5、、要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？,垂直纸面向外,2、要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？,垂直纸面向里,3、要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？,先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。,原理：,应用电子束磁偏转的道理,小 结,1、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力 安培力是洛仑兹力的宏观表现2、洛仑兹力的方向：左手定则 F v F B 3、洛仑兹力大小： F洛=qVBsin VB F洛=qVB VB F洛= 04、特点：洛仑兹力只改变力的方向，不改变 力的大小，洛仑兹力对运动电荷不做功,课堂训练,1、 试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、
6、或磁场的方向、或粒子运动方向(设v,B垂直),课堂训练,2、电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则 ( ) A.磁场对电子的作用力始终不变. B.磁场对电子的作用力始终不做功 C.电子的速度始终不变. D. 电子的动能始终不变,BD,课堂训练,4、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。,C D,来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地面向东偏转
7、C相对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向北偏转,B,课 堂 练 习,课 堂 练 习,半球形光滑绝缘槽处于磁感应强度为B的匀强磁场中,若将一带正电,电量为q,质量为m的小球从绝缘槽的右侧最高点由静止释放,求小球释放后将怎样运动?,课 堂 练 ，在图所示的平行板之间,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度 ,则下列说法正确的是( ),A.粒子动能一定增加,电场力做正功,B.粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功,C.粒子动能一定减少, 洛伦兹力不做功,D.电场力不
8、做功,洛伦兹力做正功,+ + + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - - -,B,E,+q,A,课 堂 练 习,B,半导体靠自由电子(带负电)和空穴(相当于带正电)导电,分为p型半导体靠自由电子(带负电)和空穴(相当于带正电)导电,分为p型和n型两种.p型中空穴为多数载流子;n型中自由电子为多数载流子.用以下实验可以判定一块半导体材料是p型还是n型:将材料放在匀强磁场中.通以图示方向的电流I.用电压表判定上下两个表面的电势高低.从而判定判定一块半导体材料是p型还是n型.试分析原因,I,若上极板电势高.就是p型半导体;若下极板电势高.就是n型半导体.,课 堂 练 习,若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从O点射入.则电子的运动轨迹?,绕有绝缘的通电导线的铁环,电流方向如图所示.,向右偏转,向左偏转,向下偏转,向上偏转,
