20195.运动电荷在磁场中受到的力.ppt

1.电视显像管中的电子束,问题1:电视显像管中的电子束只是细细的一束,为什么能使整个屏幕发光?,问题2:从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光?,解开这些问题的钥匙,就是磁场对运动电荷作用的规律.,5.运动电荷在磁场中受到的力,第三章 磁场,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？,磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,我们会想到,这个力可能是作用在运动电荷上的,而安培力是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现。,电荷的定向移动形成的,大小：FBIL（B I）,方向:左手定则判定,阴极射线管,演示：观察阴极射线在磁场中的偏转,阴极射线管的原理：管内已抽成真空，从阴极发射出来电子，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，可以显示电子束的径迹。,为了检验这个设想，我们来做一个实验。,结果 :,实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将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：运动电荷确实受到了磁场的作用力。这个力通常叫洛伦兹力，通电导线所受安培力是洛伦兹力的宏观表现。,运动电荷在磁场中受到了洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向该如何判断呢？,左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。,如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。,课堂训练,+q,竖直向上,竖直向下,垂直纸面向里,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,F,若都为-q呢，则F的方向又如何？,讨论B、v、F三者方向间的关系,B、v、F三者方向间的相互关系。,B、V、F三者方向间的关系,F v, F B,F垂直于B、v所决定的平面；但B与v可以成任意夹角,那洛伦兹力的大小是怎样的呢？,三、洛伦兹力大小的推导,设有一段长为L，横截面积为S的直导线，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。这段通电导线垂直于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,I =,nqvS,F安 =,BIL=B（nqvS）L,N =,nV=nSL,(适用条件：速度方向与磁场方向垂直),（1）当v/B时： F=0,二、洛伦兹力的大小：,F=qVB (V B）,（2）速度v与磁场B的方向夹角为时,课堂训练,电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？,F洛=qvB =1.60×10-19×3×106×0.10N =4.8×10-14 N,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？ （2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？ （3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？,小 结,1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 2、洛伦兹力的方向：左手定则判定 F v F B 3、洛伦兹力大小： F洛=qvBsin vB F洛=qvB vB F洛= 0,作业：讲与练相关练习,