运动电荷在磁场中的运动
(4)每个电荷所受的洛伦兹力
v
F洛FN安B(nnqS)vLLSqvB
v
探究二 洛伦兹力的大小(可不讲)
电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向 与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为
F洛 qvB (v⊥B)
若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又
如何呢? F洛qvsBin
2.电荷在某点所受洛伦兹为零,是否说明该点的磁感应 强度为零?
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 I nqvS
v
(2)通电导线所受的安段导线内的自由电荷数 NnSLF
答案:B
不是,磁感应强度取决于磁场本身
例2 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?
分析求解:F=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10 =4.8×10-14 N 例3 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,带电粒 子的速度为v,电荷量均为q,试求出带电粒子所受洛 伦兹力的大小。
A.竖直向上 C.负电
B.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里
2、在真空中的玻璃管中,封有两个电极,当加上 电压后,会从阴极射出一束高速电子流,称为阴 极射线,如在阴极射线管的正上方平行放置一根 通以强电流的长直导线,其电流方向如图所示, 则阴极射线将会( )
A.向上偏斜 B. 向下偏斜 C. 向纸内偏斜 D. 向纸外偏斜
甲:因v⊥B,所以F=qvB,方向与v垂直,斜向上 乙:v与B的夹角为300,F=qvBsin300=1/2qvB,方向垂直纸面向里
丙:由于v与B平行,所以不受洛伦兹力 丁:v与B垂直,F=qvB,方向与v垂直,斜向下
电视显像管的工作原理
电视显像管应用了电子束在磁场中的偏 转原理。电子束射向荧光屏就能发光,一束 电子束只能使荧光屏上的一个点发光,而通 过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光 屏发光。
荷的运动方向有关 运动电荷在磁场中所受的力——洛伦兹力
学习目标
1. 认识洛伦兹力,会判定洛伦兹力的方向;
2. 会计算洛伦兹力的大小和用洛伦兹力的公 式解决有关问题; 3.了解电视显像管的基本构造及工作的基 本原理。
一、1.(1)运动电荷 (2)宏观表现 2.(1)磁感线 正电荷运动的方向 洛伦兹力 相反 3.(1)V ⊥ B (2)V ∥B
四指所指方向一定是正电荷运动的方向 3. 洛伦兹力方向、磁感应强度方向和电荷运动方 向三者有何关系?
F ⊥B F ⊥V , 但V不一定 ⊥B 4、洛伦兹力对电荷运动的速度有什么影响?洛伦兹 力对带电粒子做的功是什么?
由于洛伦兹力与电荷运动方向垂直,故洛伦兹力永不做 功,它只改变电荷的运动速度方向,不改变电荷速度大 小
观察阴极射线在磁场中的偏转
阴极射线------高速运动的电子流
实验观察到的现象:
1、未加磁场时,电子束的轨迹为一条直线 2、电子束在磁场中发生了偏转,运动轨迹发生
弯曲
3、当磁场的方向发生变化时,电子束的弯曲方 向也发生了改变
结论:
1、磁场对运动电荷有力的作用 2、磁场对运动电荷力的方向与磁场的方向及电
二、1. 磁偏转 2. 水平 竖直 强弱和方 向 扫描 一场 50
3.一条直线 发生弯曲 向相反的方向弯曲
探究一 洛伦兹力方向
1、电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力吗? 不一定,当电荷静止或电荷平行于磁场运动时不受洛伦兹力
2、利用左手定则判断电荷所受洛伦兹力的方向时, 四指所指的方向一定是电荷运动的方向吗?
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 F⊥v F⊥B
3、洛伦兹力大小: F洛=qVBsinθ V⊥B F洛=qVB V∥B F洛= 0
4、特点:洛伦兹力只改变力的方向,不改变 力的大小,洛伦兹力对运动电荷不做功
当堂检测
1、试判断如图所示的各图中带电粒子所受洛 伦兹力的方向或带电粒子的电性
课前读:教材P95--98 2014.11.20
知识回顾
磁场对电流的作用——安培力 判断下列图中安培力的方向,及大小。
I B
若导线的电流为I、磁场强度为B,导线长度L, 则所受的安培力为多少?
知识回顾
磁场对处于磁场中的电流有力的作用,电流是 怎样产生的呢?
电荷的定向移动产生电流
思考与讨论
磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定 向移动形成的,我们是否可以认为:这个力可 能是作用在运动电荷上的,而安培力是作用在 运动电荷上的力的宏观表现?
答案:A
3. 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力 的作用.下列表述正确的是( ) A.洛伦兹力对带电粒子做功 B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C.洛伦兹力的大小与速度无关 D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
答案:B
4. 有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中,正确的 是( ) A.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 B.电荷在电场中一定受到电场力的作用 C.电荷在受电场力的方向与该处的电场方向一致 D.粒子若仅受洛伦兹力,其动能不变、速度也不 变
例1 判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
-q
竖直向上 竖直向上
垂直纸面向外 垂直纸面向内
总结:1. 确定洛伦兹力的方向需明确运动电荷的电性, 特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向相反 2. 影响洛伦兹力方向的三因素:(1)电荷运动的方向 (2)电荷的电性 (3)磁感线的方向
探究二 洛伦兹力的大小