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1、3.5 运动电荷在磁场中受到的力知识回顾知识回顾判断下列图中安培力的方向：判断下列图中安培力的方向：FF磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电磁场对通电导线（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？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磁场可能对运动电荷有力的作用。导体中的电流是由电荷的定向移动定向移动产生的阴极阴极阳极阳极狭缝狭缝荧光荧光板板电子电子束束实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。 实验验证实验验证当电子射线管的周围不存在磁场时，当电子射线管的周围不存在磁场时， 电子的
2、电子的运动轨迹运动轨迹是是直线直线当电子射线管的周围存在磁场当电子射线管的周围存在磁场时，时，电子的电子的运动轨迹运动轨迹是是曲线曲线磁场对运动电荷有力的作用磁场对运动电荷有力的作用结论结论洛伦兹力洛伦兹力1 1、定义、定义：运动电荷在磁场中：运动电荷在磁场中受到的力称为受到的力称为洛洛伦伦兹力兹力. .2.2.安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现。宏观表现。洛伦兹力是安培力的洛伦兹力是安培力的微观本质。微观本质。 演示演示安培力安培力洛仑兹力洛仑兹力磁场对磁场对电流电流的作用的作用磁场对磁场对运动电荷运动电荷的作用的作用因因果果微观原因微观原因宏观表现宏观表现洛伦兹（洛伦兹（1853
3、1928）洛伦兹，洛伦兹，荷兰荷兰物理学物理学家，家，首先提出磁场对首先提出磁场对运动电荷有作用力的运动电荷有作用力的观点。观点。 洛伦兹创立了洛伦兹创立了经典经典电子论电子论，提出了，提出了洛伦兹变换公式，洛伦兹变换公式，19021902年与其学生塞曼年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政的卓著功勋，荷兰政府决定从府决定从19451945年起，年起，把他的生日定为把他的生日定为“洛洛伦兹节伦兹节”。u猜想：猜想：能不能用左手定则来判定？能不能用左手定则来判定？u推理：推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。我们曾经用左手定则
4、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，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用因此，可以用左手定则左手定则判定洛伦兹力的方向。判定洛伦兹力的方向。洛仑兹力洛仑兹力f f洛洛的方向如何确定？的方向如何确定？思考思考3.洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向-左手定则左手定则v1 1、伸开左手，使大拇指和其余四、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指向使四指指向正电荷正电荷运动的方向，运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷那么拇指所指的方向就使正电荷所
5、受洛伦兹力的方向。所受洛伦兹力的方向。 2 2、 如果运动的是如果运动的是负电荷负电荷，则四指指，则四指指向向负电荷负电荷运动的运动的反方向反方向，那么拇指，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。力的方向。 ( (3 3个要素：个要素： B B的方向的方向，电荷的电性，电荷的电性， V V的方向的方向 ) )FFv1实验演示实验演示下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时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粒子所受洛伦兹力的方向 + V VV V+V VV VV V+V V+V V垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面
6、向外-V Vf f洛洛f f洛洛f f洛洛f洛洛=0f洛洛=0课堂练习课堂练习: :f洛洛4.4.洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?IFvvvv(1)通电导线中的电流通电导线中的电流(2)通电导线所受的安培力通电导线所受的安培力(3)这段导线内的自由电荷数这段导线内的自由电荷数(4)每个电荷所受的洛伦兹力每个电荷所受的洛伦兹力设有一段长为设有一段长为L，横截面积为，横截面积为S的直导线，单位体积的直导线，单位体积内的自由电荷数为内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q，自，自由电荷定向移动的速率为由电荷定向
7、移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求洛伦兹力的匀强磁场中，求洛伦兹力电荷量为电荷量为q的粒子以速度的粒子以速度v运动时运动时,如果速度方向与磁感应强度方向如果速度方向与磁感应强度方向垂直垂直,那么粒子所受的洛伦兹力大小为那么粒子所受的洛伦兹力大小为(v B)若带电粒子不垂直射入磁场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粒子受到的洛伦兹力又如何呢?V2V1(vB)(vB)特例特例: : v 与与B的夹角为的夹角为 4.洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小分解分解B或或V5.洛伦兹力的特点洛伦兹力的特点1.2. f
8、洛洛只改变只改变V的方向，不改变的方向，不改变V的大小的大小3. f洛洛 永不做功。永不做功。显像管的工作原理显像管的工作原理 1、电子束是怎样实现偏转的？、电子束是怎样实现偏转的？ 思考与讨论思考与讨论 课本课本97 (俯视图俯视图）2、在图、在图2.43中，如图所示中，如图所示 （1）要是电子打在）要是电子打在A点，偏转磁点，偏转磁场应该沿什么方向？场应该沿什么方向？ （2）要是电子打在）要是电子打在B点，偏转点，偏转磁场应该沿什么方向？磁场应该沿什么方向？ （3）要是电子束打在荧光屏上）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心的位置由中心O逐渐向逐渐向A点移动，点移动，偏转磁场应该怎样变化？偏
9、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、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？都能发光能？ 小结小结1 1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力、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安培力是洛伦兹力的宏观表现 2 2、洛伦兹力方向的判断：、洛伦兹力方向的判断： 左手定则左手定则f洛洛V V， f洛洛B B ， f洛洛 V V、B B 所在的平面所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反负电荷的方向与正电荷的相反3 3、洛伦兹力的大小：、洛伦兹力的大小：1.1.为了研究某种放射源发出的未知射线，物为了研究某种放射源
10、发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成分裂成a a、b b、c c三束，请分析三束射线的电三束，请分析三束射线的电性。性。【知识应用】：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。v 速度选择器速度选择器2、（书98页第三题）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。 （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？(提示：复习第二章第二节电动势的有关知识。)3、（书98页第4题）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。NSNSNSNS五、电视显像管的工作原理五、电视显像管的工作原理
