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1、瑞典斯特哥尔摩的极光,美国阿拉斯加州的极光,北极极光,德国下萨可森州极光,冰岛的极光,3.5 运动电荷在磁场中受到的力,复习回顾,方向:,运用左手定则判断安培力的方向,安培力:,1、磁场对通电导线的作用力,大小:,左手定则,为B和I 之间的夹角,2、通电导线中的电流是怎样形成的呢?,【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?,电荷的定向移动形成的,为什么磁场对通电导线有作用力?,阴极射线管的原理: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
2、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.,荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。,荷兰物理学家 洛伦兹 (Lorentz， 18531928),（二）、洛伦兹力的方向,左手定则：伸开左手,使拇指与其余四指垂直且处于同一平面内;让磁感线从掌心进入,使四指指向正电荷运动的方向,拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向,运动电荷在磁场中受到的作用力,我们把这
3、个力称为洛伦兹力。,四指的方向,电流的方向,正电荷的运动方向 负电荷运动的反方向,（二）、洛伦兹力的方向,如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向?,B,F垂直于纸面向外,F垂直于纸面向外,甲,乙,丙,丁,训练巩固：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向,B,B,B,若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用, 那么洛伦兹力会怎样改变电荷的运动状态呢?,想一想:,+,带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？,想一想:,洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。,洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?,当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三
4、个因素相关:,1.磁感应强度B,2.电荷量q,3.电荷运动快慢v,（三）、洛伦兹力的大小,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。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小?,I,（三）洛伦兹力的大小,这段导体所受的安培力的表达式是什么？,电流强度I 的微观表达式是什么？,这段导体中含有多少自由电荷数？,F安=BIL,I = nqSv,nLS,I,L,S,B,v,q,n,(4)每个电荷所受的洛伦兹力,单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T),-,电荷量为q
5、的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为,(v垂直B),（三）、洛伦兹力的大小,问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?,B,v,F,V2,V1,当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为，电荷所受的洛伦兹力大小为,单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T),（三）、洛伦兹力的大小,（四）、洛伦兹力的特点：,2、洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小.,3、洛伦兹力对电荷总是不做功.,1、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场, 即垂直于V和B所组成的平面.,总是:FV FB FSVB,1.大小关系：F安NF洛
6、（N是导体中的运动电荷数）,2.方向关系：F安与F洛方向相同,3.F安与F洛的本质都是磁场对运动电荷的作用力,四、洛伦兹力与安培力的关系,洛伦兹力与安培力,安培力,洛仑兹力,磁场对电流的作用,磁场对运动电荷的作用,因,果,微观原因,宏观表现,安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。,1、构造:,电子枪(阴极) 偏转线圈 荧光屏等,（五）、电视显像管的工作原理,2、原理：应用电子束磁偏转的原理,（五）、电视显像管的工作原理,1、要使电子打在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
7、,偏转磁场应该怎样变化？,先垂直纸面向外并逐渐减小, 后垂直纸面向里并逐渐增大.,（五）、电视显像管的工作原理,【思考与讨论】,2、原理：应用电子束磁偏转的原理,（五）、电视显像管的工作原理,1.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,CD,课 堂 练 习,2.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 C相对于预定点稍向西偏转 D相对于预定
8、点稍向北偏转,B,课 堂 练 习,以正电荷为例,在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。,人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景,极 光,试证明：带电粒子具有速度 时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。,【知识应用】：,v
9、,3.在如图所示的平行板器件中，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。,1.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、电场力不做功,洛伦兹力做正功,+ + + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - - -,B,E,+q,A,课 堂 练 习,（2）若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，该发电机的电动势是多大？,4、如图所示，磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。 （1）图中A、B板哪一个是发电机的正极。,N,S,N,S,N,S,N,S,磁流体发电机,
