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1、鲁科版高中物理选修鲁科版高中物理选修3-13-1第第6 6章第章第2 2节节磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用阴阴极极射射线线管管阳极阳极阳极阳极荧光屏荧光屏荧光屏荧光屏阴极阴极阴极阴极思考思考电子束在磁场中发生了偏转说明了什么？电子束在磁场中发生了偏转说明了什么？这个力的是谁施加给电子的？这个力的是谁施加给电子的？一、磁场对运动电荷的作用一、磁场对运动电荷的作用1、物理学中把磁场对运动电荷的作用、物理学中把磁场对运动电荷的作用力叫做力叫做洛伦兹力（洛伦兹力（f）。思考：思考：磁场对电流的作用力叫什磁场对电流的作用力叫什么？电流是怎样形成的？么？电流是怎样形成的？讨论：讨论：运动的电荷在
2、磁场中受到运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力，电荷定向移动形成电流，洛伦兹力，电荷定向移动形成电流，电流在磁场中受到安培力，通过上电流在磁场中受到安培力，通过上面的分析你能想到什么？面的分析你能想到什么？一、磁场对运动电荷的作用一、磁场对运动电荷的作用请在文件夹中找请在文件夹中找洛伦兹力动画洛伦兹力动画 电流在磁场中所受的电流在磁场中所受的安培力安培力，实际，实际是是大大量运动电荷所受量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力的宏观表现。一、磁场对运动电荷的作用一、磁场对运动电荷的作用1、物理学中把磁场对运动电荷的作用、物理学中把磁场对运动电荷的作用力叫做力叫做洛伦兹力洛伦兹力。2、 安培力是洛伦兹
3、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思考思考1、如何判断安培力的方向？、如何判断安培力的方向？2、你认为该如何判断洛伦兹力的方向？、你认为该如何判断洛伦兹力的方向？说说你的理由。说说你的理由。讨论讨论根据你的猜想，如果加一垂直于荧光板向根据你的猜想，如果加一垂直于荧光板向里的磁场，电子束会向哪个方向偏转？里的磁场，电子束会向哪个方向偏转？-qvv实验验证实验验证请仔细观察，电子束偏转方向是否与你使请仔细观察，电子束偏转方向是否与你使用左手定则判断得出的方向一致。用左手定则判断得出的方向一致。-qvv左手定则：左手定则：伸开左手，拇指与其余四
4、指伸开左手，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内，垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，四让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向）负电荷运动的反方向），那么拇指所指的方向就是正那么拇指所指的方向就是正电荷电荷（或负电荷）（或负电荷）所受洛伦所受洛伦玆力的方向。玆力的方向。二、洛伦兹力的方向：二、洛伦兹力的方向：用用左手定则左手定则判定判定V垂直于垂直于B时，时，F、B、V三者之间的方向关系？三者之间的方向关系？V垂直于垂直于B时，时，F、B、V三者之间的方向关系三者之间的方向关系两两垂直两两垂直例题1、试判断下列各题中带电粒子在磁场中所
5、受洛伦兹力的方向fqv-qvf力f 的方向垂直纸面向外力f 的方向垂直 纸面向外qv-qv截面A截面BL设在一磁感强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入一段长为L通电直导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v。设导体中自由电荷全部通过截面A的时间为t，请同学们在导学案上推导每个电荷所受洛伦兹力的大小。三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小截面A截面BL导线中的电流 I=nqsv所受到的安培力 F=IBL=nqsvLB运动电荷的总数 N=nsL单个运动电荷所受到的作用力 f=F/nsL 即f =qvB这个公式的适用条件是什么？这个公式的适用条
6、件是什么？思考:当带电粒子的速度方向与磁场方向成角时，带电粒子受到的洛洛伦兹力是多大？方向？伦兹力是多大？方向？qvf =qvBsinv2v1F与与B、 F与与V一定垂直，一定垂直，B与与V不一定垂直。不一定垂直。即即F一定垂直于一定垂直于BV构成的平面。构成的平面。例题例题2有一匀强磁场，磁感应强度为有一匀强磁场，磁感应强度为1.2T，方向水平，方向水平由南向北，如果有一速度为由南向北，如果有一速度为5.0105m/s的质子的质子沿竖直向下的方向进入磁场，沿竖直向下的方向进入磁场，（1）求磁场作用在质子上的力，）求磁场作用在质子上的力，（2）质子进入磁场时将向哪个方向偏转。）质子进入磁场时将
7、向哪个方向偏转。电视机显像管电视机显像管四、应用四、应用四、应用四、应用极光：太阳发射出的带电粒子（太阳风），大约四天的时极光：太阳发射出的带电粒子（太阳风），大约四天的时间就会到达地球，但它是不会直接与地球碰触，因为有地间就会到达地球，但它是不会直接与地球碰触，因为有地球磁场的保护，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避球磁场的保护，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避免了地球上的生命受到带电粒子的辐射。当免了地球上的生命受到带电粒子的辐射。当“太阳风太阳风”和和地球北极上方的大气相互作用就形成北极光，若出现在南地球北极上方的大气相互作用就形成北极光，若出现在南极就称南极光。极就称南极光。四、
8、应用四、应用小结小结小 结一、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力。一、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力。 通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。二、洛伦兹力的方向由左手定则判定二、洛伦兹力的方向由左手定则判定 1 1、正电荷的运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反。 2、洛伦兹力垂直于与所在的平面三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小 1.当电荷运动方向与磁场方向垂直（vB）时f=qvB. 2.当电荷的运动方向与磁场方向平行（v/B)时电荷不受洛伦兹力. 3、当电荷的运动方向与磁场方向成角时f =qvBsin四、应用四、应用当堂检测当堂检测1
9、、如图所示，运动电荷电量为、如图所示，运动电荷电量为q=210-8C，电性图中标明，运动速度电性图中标明，运动速度v=4103ms，匀，匀强磁场磁感应强度为强磁场磁感应强度为B=0.5T，求电荷受到的，求电荷受到的洛仑兹力的大小和方向。洛仑兹力的大小和方向。当堂检测当堂检测2、来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上、来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将空的某一点，则这些电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竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地面向东偏转相对于预定地面向东偏转C相对于预定点稍向西偏转相
10、对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向相对于预定点稍向 C当堂检测当堂检测3、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做在螺线管中做 （ ）A匀速直线运动匀速直线运动 B匀速圆周运动匀速圆周运动C加速减速交替的运动加速减速交替的运动 D来回振动来回振动第3题A4关于带电粒子所受洛仑兹力关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感强度、磁感强度B和粒子速度和粒子速度v三三者方向间关系，下列说法正确的是者方向间关系，下列说法正确的是 ( ) AF、B、v三者必定均保持垂直三者必定均保持垂直 BF必定垂直必定垂直B、v，但，但B不一定垂直不一定垂直vCB必定垂直于必定垂直于F、v，但，但F不一定垂直于不一定垂直于v Dv必定垂直于必定垂直于F、B，但，但F一定垂直于一定垂直于B当堂检测当堂检测B作业作业课后练习课后练习1-4题题
