3.5磁场对运动电荷的作用力 基本

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1、第5节　运动电荷在磁场中受到的力1．通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用．2．知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向．3．掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式求洛伦兹力．4．了解电视机显像管的基本构造和工作原理．复习1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？2、电流是如何形成的？3、由上述的两个问题你可以想到什么？磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。电荷的定向移动形成的大小：F＝BILsinθ方向：左手定则一、磁场对运动电荷的作用力演示：阴极射线在磁场中的偏转电子射线管的原理：从

2、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。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。运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力，安培力是洛伦兹力的宏观表现。二、洛伦兹力的方向左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。(2)洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于B和v两者所决定的平面．(3)对洛伦

3、兹力方向的理解①决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)，速度方向、磁感应强度的方向．当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变．②F、B、v三者方向间关系：电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不确定的．电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v所决定的平面．课堂训练－q竖直向上竖直向上垂直纸面向内垂直纸面向外1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向IBFvvvv三、洛伦兹力大小设有一段长为L，横截面积为S的直导

4、线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求（1）通电导线中的电流（2）通电导线所受的安培力（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力导线中的电流强度I=导线中的电荷的总个数为N=每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为F安=BIL=BnqSvL三、洛伦兹力大小F洛=qVB(V⊥B）F洛=0(V∥B）当V与B成一角度θ时三、洛伦兹力大小θθV2V1F洛=qVBsinθ思考与讨论1、洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向与带电粒子运

5、动方向垂直2、洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小3、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功F⊥vF⊥B课堂训练1、试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向(q,v,B两两垂直)Fv垂直纸面向外课堂训练2、电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.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C.电子的速度始终不变.D.电子的动能始终不变BD课堂训练3、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线

6、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课堂训练4、如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子（不计重力）恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。则（）A.若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B.若电子从右向左飞入，电子将向上偏转C.若电子从右向左飞入，电子将向下偏转D.若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动BD(3)洛伦兹力的特点①运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力．②洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子的运动状态有关．

7、4．洛伦兹力与安培力的关系(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，只有当导体静止时才能这样认为．(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功．可见安培力与洛伦兹力既有联系，也有区别．5．洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力作用条件运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力带电粒子只要处在电场中，就一定受到电场力大小方向F＝qvBsinθ，方向与B垂直，与v垂

8、直，用左手定则判断F＝q