人教版高二物理选修3-1第三章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力课件.pptxVIP

高二物理选修3-1第三章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力;知识回顾 1．安培力的方向—左手定则： 伸出左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。;2．安培力的大小： （1）当B与I垂直时，安培力的大小F＝ILB （2）当B与I平行时，安培力的大小F＝0 （3）当B与I夹角为θ时，安培力的大小F＝ILBsinθ;【演示实验】 观察阴极射线在磁场中的偏转 1.如图所示的玻璃管已经抽成真空。当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。;2.没有磁场时电子束是一条直线。用一个蹄形磁铁在电子束的路径上加磁场，尝试不同 方向的磁场对电子束径迹的不 同影响，从而判断运动的电子 在各种方向的磁场中的受力方向。 3.我们曾经用左手定则判定安培力的方向。能不能用类似的方法判定运动电子（电子束）的受力方向？如果运动电荷不是电子，而是带正电的粒子呢？;洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力的定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。 2．洛伦兹力的方向的判断方法： （1）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时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。;（2）运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向如何判断：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 （3）洛伦兹力的方向总是既垂直磁场方向又垂直电荷的运动方向。洛伦兹力总是不做功。洛伦兹力总是只改变速度的方向，不改变速度的大小。;【思考与讨论】 1.导线中带电粒子的定???运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛伦兹力的合力，表现为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达式。 2.这里只讨论比较简单的情况：导线的方向与磁场的方向垂直，安培力的大小可以表示为F＝ILB。这种情况下导线中电荷定向运动的方向也与磁场的方向垂直。;3．洛伦兹力公式推导： 设一段长为L，横截面积为S直导线，单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷荷量为q，自由电荷定向移动速率为v。通电导线垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中。则 （1）通电导线中电流I=nqSv （2）通电导线所受的安培力F安=ILB=nqSvLB （3）这段导线内的自由电荷数N=nSL （4）每个电荷所受的洛伦兹力F洛=qvB;洛伦兹力的大小 （1）当v⊥B时，F洛=qvB （2）当v∥B时，F洛=0 （3）当v与B 夹角为θ时，F洛=qvBsinθ ;电视显像管的工作原理 电视显像管应用了电子束磁偏转的道理。 显像管中有一个阴极，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击就能发光。可是，很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，而实际上要使整个荧光屏发光，这就要靠磁场来使电子束偏转了。;思考与讨论 如图所示是显像管原理示意图，从图中（俯视图）可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。 1. 如果要使电子束在水平方向偏离中心， 打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？ 2. 如果要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？ 3. 如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？;实际上，在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像如图所示那样不断移动，这在电视技术中叫做扫描。电子束从最上一行到最下 一行扫描一遍叫做一场，电视机中 每秒要进行50场扫描，所以我们感 到整个荧光屏都在发光。;【课堂训练】 1.关于洛仑兹力，下列说法正确的是（　　） A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛仑兹力的作用 B．若带电粒子经过磁场中某点时所受洛仑兹力为零，则该点的磁感应强度一定为零 C．洛仑兹力对运动电荷一定不做功 D．洛仑兹力对运动电荷做功不一定为零;2.在地球的赤道上空，有一束带负电的粒子竖直向下靠近地球表面，这些带电粒子将往哪边偏转（　　） A．向东偏转 B．向南偏转 C．向北偏转 D．向西偏转;3.下列表示运动电荷在磁场中所受到洛伦兹力的方向正确的是（　　）;4.如图所示，匀强磁场的方向竖直向下