第六节洛伦兹力初探.ppt

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1、洛伦兹力初探物理科关健【推理与猜想】磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。那么磁场会对运动电荷产生作用力吗？【实验】电子射线管的原理：从阴极发射出电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束。电子束轰击到长条形的荧光屏时,屏上的荧光粉受到电子的撞击而发光,从而显示出电子束的运动轨迹。[实验现象]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。[实验结论]磁场会对运动电荷产生作用力，我们把这个力叫做洛伦兹力。荷兰物理学家洛伦兹首先提出了磁场对运动电荷有作用力的观点后人把磁场对运动电荷

2、的作用力称为洛伦兹力。安培力与洛伦兹力的关系动画模拟安培力是洛伦兹力的宏观体现洛伦兹力是安培力的微观表现一.洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向符合左手定则：——伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。vFvFBvBBＦ垂直于纸面向外1、以相同速度进入同一磁场的正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面甲乙丙Bv丁心得体会1、试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方

3、向。BFv二、带电粒子在磁场中的运动1.带电粒子的运动方向与磁场方向垂直VFV+······························BVo······························BVF+由于fv，且f大小不变，f充当向心力，故只改变带电粒子的运动方向，不改变带电粒子的运动快慢，粒子在垂直于磁场方向上做匀速圆周运动。二、带电粒子在磁场中的运动1.带电粒子的运动方向与磁场方向垂直2.带电粒子的运动方向与磁场方向平行f=0，粒子做匀速直线运动f洛充当向心力，带电粒子做匀速圆周运动三、洛伦兹力的特点：2、洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大

4、小.3、洛伦兹力对电荷总是不做功.1、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场,即垂直于V和B所组成的平面.总是:F⊥VF⊥BF⊥SVBvvBvFFF=02、试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。四、洛伦兹力的应用—磁偏转与显像管借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子束改变方向或者发生偏转的方法称为磁偏转。能够显示各种画面的显示器，它们的主要元件就是带有磁偏转装置的显象管。不加磁场时加上向外的磁场时磁场越强，偏转越大加上向里的磁场时磁场越强，偏转越大电子束的运动方向不变，磁场方向改变，电子束的偏转方向改变。磁场越强，电子束的偏转越大。一般显示器主

5、要由电子枪、线圈、荧光屏、玻璃屏幕四部分组成。电子枪产生高能电子束，通电线圈提供磁场。电子束穿过磁场时，受洛伦兹力作用，径迹发生偏转。电子束打在荧光物质上，能产显示器接受到影像信号时，电子束从荧光屏左上角开始从从左向右扫描出一条水平线，之后再扫描下面一条水平线。如此反复，高频率地从上而下扫描，并利用人眼的视觉暂留效应，使荧光屏上的亮点构成我们看到的影像。生亮点。磁场随外加信号改变时，电子束在荧光屏上产生的亮点位置也发生相应的变化。彩色显示器的工作原理与黑白显示器大致相同，只是电子枪从一支变成三支，而荧光物质由单色改为红、绿、蓝三种颜色。来自每支电子枪的电子束打在相应

6、的荧光物质上，产生单一的颜色，通过调整三束电子束的强度，可以合成各种颜色。近年来，人们已经制造出能发射三束电子束的单支电子枪。洛伦兹力的应用—磁流体发电机目前世界上正在研究一种新型发电机-----磁流体发电机。它的原理是：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的）喷入磁场，磁场中的两块金属板A和B上会聚集电荷，使它们之间产生电压。金属板上为什么会聚集电荷？图上电路中的电流方向如何？磁场中的磁感线水平向右，电荷垂直磁感线进入磁场受洛伦兹力，正电荷所受洛伦兹力向下，负电荷所受洛伦兹力向上，它们分别聚集到A、B板上。B板相当于电源

7、正极，A板相当于电源负极。将电阻接在A、B板上，正电荷从B板经电阻R移向A板，R上的电流方向向上。磁流体发电机原理的侧视图见上图。课堂小结:1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力。2、洛伦兹力方向判断方法：左手定则vF四指与正电荷运动方向相同；与负电荷运动方向相反。3、洛伦兹力一定与速度方向垂直，所以洛伦兹力一定不做功。4、洛伦兹力的应用:显像管、回旋加速器、磁流体发电机……。巩固练习1.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。vFFVFvV洛伦兹力方向垂直纸面向里2、判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向：3、质量为m，带电量为