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1、3.5运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力1 1、判断安培力的方向：、判断安培力的方向：I II I2 2、安培力大小的一般计算方法：安培力大小的一般计算方法： FFF=BILsin什么是电流？什么是电流？电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。磁场对电流有力的作用磁场对电流有力的作用 安培力安培力电流是由电流是由电荷电荷的定向移动形成的的定向移动形成的 磁场对磁场对定向移动定向移动的电荷有没有力的作用呢？的电荷有没有力的作用呢？ 有有我们把这个力叫做我们把这个力叫做洛仑兹力洛仑兹力. .洛伦兹（洛伦兹（1853185319281928） 洛伦兹是荷兰物理洛伦兹是荷兰物理学
2、家、数学家，学家、数学家，18531853年年7 7月月1818日生于阿纳姆。日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换论，提出了洛伦兹变换公式，公式，19021902年与其学生年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府的卓著功勋，荷兰政府决定从决定从19451945年起，把他年起，把他的生日定为的生日定为“洛伦兹节洛伦兹节”。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, ,洛伦兹力是安培力的微观解释。洛伦兹力是安培力的微观解释。安培力和洛仑兹力有什么关系？安培力和洛仑兹力有什么关系？
3、q q竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上垂直纸面向里垂直纸面向里 垂直纸面向外垂直纸面向外1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 v vv vB Bv vF FF F 2 2、试判断带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向、试判断带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 3 3、试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或、试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或 带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vFFvv洛伦兹力方向洛伦兹力方向垂直纸面向里垂直纸面向里洛伦兹力方向洛伦兹力方向垂直纸面向外垂直纸面向外v例、设有
4、一段长为例、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，自由，自由电荷定向移动的速率为电荷定向移动的速率为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，的匀强磁场中，求：求：（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IB BF Fvvvv下图中带电粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹
5、力方向如何？下图中带电粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力方向如何？下图中带电粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力方向如何？下图中带电粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力方向如何？ v0、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时：、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时：、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时：、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时：想一想：想一想：如果带电粒子射入匀强磁场时（不计粒子重力）如果带电粒子射入匀强磁场时（不计粒子重力）, 初速度初速度vo跟磁感强度跟磁感强度B的方向平行的方向平行,粒子将做什么运动？粒子将做什么运动？类比：类比：类比：类比：电流方向跟磁场方向平行时，安培力等于电流方向跟磁
6、场方向平行时，安培力等于电流方向跟磁场方向平行时，安培力等于电流方向跟磁场方向平行时，安培力等于0 。3 3、洛伦兹力的、洛伦兹力的大小大小：F洛洛=0、带电粒子的、带电粒子的、带电粒子的、带电粒子的速度方向速度方向速度方向速度方向与与与与磁场方向磁场方向磁场方向磁场方向垂直时：垂直时：垂直时：垂直时：F洛洛=qvBv vv v、带电粒子带电粒子带电粒子带电粒子速度方向速度方向速度方向速度方向与与与与磁场方向磁场方向磁场方向磁场方向夹夹夹夹 角角角角时呢？时呢？时呢？时呢？F洛洛=qvBsin 1.1.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空
7、的某一点，则这些质子在进入地球周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，将围的空间时，将( )A竖直向下沿直线竖直向下沿直线射向地面射向地面B相对于预定地面相对于预定地面向东偏转向东偏转C相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转BV V课课 堂堂 练练 习习2.当一带正电当一带正电q的粒子以速度的粒子以速度v沿螺线管中轴线沿螺线管中轴线进入该通电螺线管进入该通电螺线管,若不计重力若不计重力,则则( )A带电粒子带电粒子速度大小改变速度大小改变B带电粒子速度方向改变带电粒子速度方向改变C带电粒子速度大小不变带电粒子速度大小不变D带
8、电粒子速度方向不变带电粒子速度方向不变CDB课课 堂堂 练练 习习3.电子以初速度电子以初速度V垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为B的的匀强磁场中匀强磁场中,则则 ( ) A、磁场对电子的作用力始终不变、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、磁场对电子的作用力始终不做功. C、电子的速度始终不变、电子的速度始终不变. D、电子的动能始终不变、电子的动能始终不变.BD课课 堂堂 练练 习习4.一带正电的小滑块从光滑的斜面顶端滑至底一带正电的小滑块从光滑的斜面顶端滑至底端时的速率为端时的速率为V；若加一个垂直纸面向外的匀；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，则它滑至底端
9、时的速率将强磁场，则它滑至底端时的速率将( )A、变大、变大 B、变小、变小 C、不变、不变 D、条件不足，无法判断、条件不足，无法判断C课课 堂堂 练练 习习 1、要使电子打在、要使电子打在A点点,偏转磁场应偏转磁场应该沿什么方向该沿什么方向?垂直纸面向外垂直纸面向外2、要是电子打在、要是电子打在B点点,偏转磁场应偏转磁场应该沿什么方向该沿什么方向?垂直纸面向里垂直纸面向里3、要是电子打从、要是电子打从A点向点向B点逐渐移动点逐渐移动,偏转磁场应偏转磁场应该怎样变化？该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小先垂直纸面向外并逐渐减小,后垂直纸面向里并逐渐增大后垂直纸面向里并逐渐增大.三、电视显像管
10、的工作原理三、电视显像管的工作原理【思考与讨论思考与讨论】若有一电子束以垂直于纸面向里的速若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从度从0点射入点射入.则电子的运动轨迹则电子的运动轨迹?绕有绝缘的通电导线的铁环绕有绝缘的通电导线的铁环,电流方向如电流方向如图所示图所示.向右向右偏转偏转向左向左偏转偏转向下向下偏转偏转向上向上偏转偏转2、原理：、原理：应用电子束磁偏转的原理应用电子束磁偏转的原理五、电视显像管的工作原理五、电视显像管的工作原理1.在图所示的平行板之间在图所示的平行板之间,电场强度电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B相相互垂直互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情具有不同水
11、平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同况不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所所以叫做速度选择器以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度若带正电粒子入射速度 ,则下列则下列说法正确的是说法正确的是( )A、粒子动能一定增加、粒子动能一定增加,电场力做正功电场力做正功B、粒子所受洛伦兹力一定增大、粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功洛伦兹力做正功C、粒子动能一定减少、粒子动能一定减少, 洛伦兹力不做功洛伦兹力不做功D、电场力不做功、电场力不做功,洛伦兹力做正功洛伦兹力做正功+ + + + + + + + + + + + - - - -
12、- - - - - - - - BE+qA课课 堂堂 练练 习习5.将一半径为将一半径为R的半圆形光滑绝缘滑轨的半圆形光滑绝缘滑轨,固定固定在垂直向里的匀强磁场在垂直向里的匀强磁场B中。一带电量中。一带电量+q，质量质量m的小球在的小球在A点无初速释放，沿滑轨运点无初速释放，沿滑轨运动，求小球第一次经过最低点时对滑轨的压动，求小球第一次经过最低点时对滑轨的压力。力。课课 堂堂 练练 习习1 1、洛伦兹力：、洛伦兹力：2 2、洛伦兹力的方向：、洛伦兹力的方向：3 3、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小： 4 4、特点：、特点：磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现（合力）安培力是洛伦兹力的宏观表现（合力）左手定则左手定则F v F BF洛洛=q v Bsinv B F洛洛=q v Bv B F洛洛= 0洛伦兹力只改变速度的方向，不改变洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，对运动电荷不做功速度的大小，对运动电荷不做功
