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1、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,B和I之间的方向夹角,电流是如何形成的？,思考,磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？,磁场可能对运动电荷有力的作用。,电荷的定向移动形成的,从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在南北两极形成神秘莫测的极光？,电视机的内部显像管中，电子枪射出的是一束细细的电子束，为什么整个屏幕都能发光？若在电视机附近放置一个很强的磁铁，电视画面将会出现颜色失真的现象，这又是为什么？,3.5 运动电荷在磁场中受到的力,阴极射线管,若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热
2、的金属丝发射出的电子束，将在荧光屏上激发出荧光。,演示实验,实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进；加了磁场后，电子束的运动径迹发生弯曲。,当电子射线管的周围不存在磁场时，,电子的运动轨迹是直线,当电子射线管的周围存在磁场时，,电子的运动轨迹是曲线,磁场对运动电荷有力的作用,结论,实验现象：,一、洛伦兹力,1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛仑兹力.,2.洛伦兹力与安培力的关系：,安培力是洛伦兹力的宏观表现。 洛伦兹力是安培力的微观本质。,洛伦兹（18531928）,洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。 洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼
3、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”。,猜想：能不能用左手定则来判定？ 推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向。,洛仑兹力F洛的方向如何确定？,思考,3、洛伦兹力的方向-左手定则,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，使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、 如果运动的是负电荷，则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
4、向。,洛伦兹力的方向：,下图中电子束的偏转方向？,实验验证：,实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。,思考与讨论,如图所示，若将电荷的运动方向和磁场的方向同时反向，则洛伦兹力的方向是不是也跟着反向？,结论：当电荷的运动方向和磁场方向同时反向时，洛伦兹力方向不变。,【典例1】(2010芜湖高二检测) 匀强磁场中一个运动的带电粒子， 受到洛伦兹力F的方向如图所示， 则该粒子所带电性和运动方向可 能是 A粒子带负电，向下运动 B粒子带正电，向左运动 C粒子带负电，向上运动 D粒子带正电，向右运动 【思路点拨】应用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指指向正电荷的运动方向，或指向负电荷运动的反方向
5、.,【标准解答】选A.据左手定则，让磁感线穿过掌心，拇指指向F的方向，可判断出四指向上，这样存在两种可能：粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动，故A正确，C错误；而粒子左右运动不受力，故B、D错误，正确答案是A.,【变式训练1】(2010湛江高二检测) 如图所示，一阴极射线管，左侧不断 有电子射出，若在管的正下方放一通 电直导线AB时，发现射线的径迹向下 弯曲，则( ) A导线中的电流从A到B B导线中的电流从B到A C若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现 D电子束的径迹与AB中的电流方向无关,【解析】选B、C.电子在通电直导线产生的磁场中运动，无论直导线中的电流方向如
6、何，电子的运动速度都是和磁感应强度的方向垂直根据左手定则，由于是负电荷，四指应指向左方，根据电子的偏转方向可以确定磁感应强度的方向为垂直纸面向里根据安培定则，导线中的电流方向为B到A如果导线中的电流方向相反，则其产生磁场方向也相反，会影响到电子的偏转方向，所以本题的正确选项是B、C,1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向, ,V,垂直纸面向外,垂直纸面向里,FL=0,FL=0,课堂练习:,【变式训练2】为了研究某种放射源发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。,a：带正电 b：带负电 C：电中性,研究表明，
7、洛伦兹力的大小与电荷的运动速度、磁场的强弱以及二者的方向有关。,通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。,思考与讨论,洛伦兹力的大小又与什么因素有关？,？既然安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。安培力大小等于各个带电粒子所受洛伦兹力的合力。 我们如何由FBIL推导出单个粒子所受洛伦兹力的大小公式？说说你的大致思路。,洛伦兹力大小的推导：,s,若导体单位体积内有n个带电粒子，粒子的电荷量为q，定向移动速度为v，导体横截面积为S，则导体中电流为,导体长度为L，则导体中带电粒子个数为,若把上述导体垂直放入磁感强度为B的匀强磁场中，安培力大小等于各个带点粒子所受洛伦兹力的合力
8、，则每个粒子所受洛伦兹力大小为,I,S,I=nqvS,N=nSL,(v B),洛仑兹力的特点,1、洛伦兹力的大小：,（1）vB，F洛=0； （2）vB，F洛=qvB,2、洛伦兹力的方向：,F洛B,F洛v,F洛v、B平面,3、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。,（3）v与B成时，F洛=qvBsin,v,v,小结,1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力,安培力是洛伦兹力的宏观表现,2、洛伦兹力方向的判断：,左手定则,FV， FB ，F V、B 所在的平面 负电荷的方向与正电荷的相反,3、洛伦兹力的大小：,V B,电荷在电场中一定要受到电场力的作用,运动电荷在磁
9、场中不一定要受到洛伦兹力的作用,电场力F=qE,洛伦兹力F=qvB,电场力方向与电场方向平行,洛伦兹力方向与磁场方向垂直,电场力对运动的电荷不一定做功,洛伦兹力对运动的电荷一定不做功,思考与讨论,你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？,1、大小的不同：,2、方向的不同：,3、作用关系的不同：,4、做功的不同：,【典例2】(2009广东高考)如图所 示，表面粗糙的斜面固定于地面上， 并处于方向垂直纸面向外、强度为B 的匀强磁场中.质量为m、带电量为 +Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是 A.滑块受到的摩擦力不变 B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C.滑块
10、受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D.B很大时，滑块可能静止于斜面上,【思路点拨】求解此题应把握以下三点：,【标准解答】选C.据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，C对.随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，A错.B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，B错.由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上，D错.,【变式训练3】(2010台州高二 检测)质量为0.1 g的小物块，带 有510-4 C的电荷量，放在倾角 为30的绝缘光滑斜面上
11、，整个 斜面置于0.5 T的匀强磁场中，磁场方向如图所示，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面(设斜面足够长，g=10 m/s2)问： (1)物块带电性质？ (2)物块离开斜面时的速度为多少？ (3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少？,【解析】(1)由左手定则可知物块带负电荷. (2)当物块离开斜面时，物块对斜面压力为0，受力如图 所示，则：qvB-mgcos30=0,解得v=3.46 m/s. (3)由动能定理得：mgsin30L= mv2,解得物块在斜 面上滑行的最大距离L=1.2 m.,电视显像管的工作原理,电视显像管应用了电子束在磁场中的偏转原理。电子束射向荧光屏就能发
12、光，一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光。,显像管的工作原理,1、电子束是怎样实现偏转的？,思考与讨论,2、在图2.43中，如图所示 （1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？ （2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ （3）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？,3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能发光能？,电视显像管中的扫描,在电视显像管的偏转区中存在水平方向和竖直方向强弱和方向都在不断变化的偏转磁场，于是，电子枪发出的电子束在荧光屏上的发光点不断移动，对图像进行扫描，扫
13、描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b，且每秒要进行50场扫描，结果，我们就感觉到荧光屏上整个都发光了。,太阳磁暴,地磁场的磁层分布图,宇宙射线,从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线。这些高能粒子流若都到达地球，将对地球上的生物带来危害。但由于地球周围存在磁场，在洛伦兹力的作用下，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。,宇宙射线,1.(2010广州高二检测)下列哪种力是洛伦兹力( ) A电荷间的相互作用力 B电场对电荷的作用力 C磁铁对电流的作用力 D磁场对运动电荷的作用力 【解析】选D.电荷间的相互作用力是库仑力，电场对电荷的作
14、用力是库仑力，磁铁对电流的作用力是安培力，磁场对运动电荷的作用力是洛伦兹力，选D.,课堂训练,2(2010揭阳高二检测)以下关于洛伦兹力的各种说法中正确的是( ) A电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用 B运动的电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用 C洛伦兹力对电荷永远不做功 D洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面,【解析】选C、D.静止的电荷不受洛伦兹力作用，运动方向与磁感应强度方向平行时，不受洛伦兹力，A、B错，由左手定则知道洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面，所以洛伦兹力永远不做功，C、D对.,3.如图所示，从电子射线管的阴极A(与电源的负极相连)发
15、射出的电子束经过图示的磁场时由于受到洛伦兹力的作用，电子束将_.(选填“向上”、“向下”或“不”)偏转.,【解析】蹄形磁铁(外部)的磁感线从N极指向S极，从电子射线管的阴极A(与电源的负极相连)发射出的电子束由A到B的过程中，依据左手定则，四指指向电子运动的相反方向，磁感线从掌心穿过，可以判断电子所受洛伦兹力方向向下，电子束向下偏转. 答案:向下,4.(2010平遥高二检测)对阴极射线管的认识，下列说法错误的是( ) A阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置 B借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹 C阴极射线管内部抽成真空 D阴极射线管工作时，它的阴极和阳极之间存在强电场,【解析】选
16、B.阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置,阴极射线管内部抽成真空，阴极射线管工作时，它的阴极产生电子，阴极和阳极之间存在强电场用来加速电子，运动的电子周围加上垂直于运动方向的磁场后，受到洛伦兹力，而发生偏转，借助阴极射线管我们可以看到整束电子的运动轨迹，但是看不到某个电子的运动轨迹，A、C、D正确，B错.,5.(2010杭州高二检测)每时每刻都 有大量宇宙射线向地球射来，地磁场 可以改变射线中大多数带电粒子的运 动方向，使它们不能到达地面，这对 地球上的生命有十分重要的意义.假设 有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,在地磁场的作用下,它将( ) A.向东偏转 B.向南偏转 C.向西偏转 D.向北偏转,【解析】选A.赤道附近的地磁场方向水平向北,一个带正电的射线粒子
