3.5磁场对运动电荷的作用力.doc

第五节磁场对运动电荷的作用力
制作:於恒永审核:何吉明时间:2009-12-16
学****目标:
1、知道什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向,理解洛伦兹力对电荷不做功。
3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
4、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算。
学****重、难点:
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算。
知识回顾:
判断下列导线所受安培力的方向:

若已知上图中:B=×10-2 T,导线长L=10 cm,I=1 A。求:导线所受的安培力大小?
新课导学:
安培力的启示:磁场对电流具有磁场力的作用(安培力),电流是由于电荷定向运动形成的,由此可猜想:磁场对电流的作用是磁场对运动电荷作用的宏观体现?
[演示实验]用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。-1
实验结果: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。
分析得出结论:
洛伦兹力的方向
1、洛仑兹力
叫洛仑兹力。通电导线所受到的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛仑兹力的。
2、洛仑兹力的方向
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。
注意:洛仑兹力的方向总是既垂直于又垂直于,即总是垂直于所决定的平面。但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直,当电荷运动方向与磁场方向不垂直时,应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心,这时只要磁感线从手心穿入即可。
洛伦兹力的大小
若有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,定向移动的平均速率为v,将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。
1、这段导体所受的安培力为多大?
2、电流强度I的微观表达式是什么?
3、这段导体中含有多少自由电荷数?
4、每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大?
思考:当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时,设夹角为θ,则电荷所受的洛伦兹力大小为多大?
总结:由以上讨论可以得到运动电荷到的洛伦兹力的大小为,其中θ为运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向之间的夹角。
注:各量的单位为牛(N),q为库伦(C),v为米/秒(m/s),B为特斯拉(T)
思考与讨论:带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力对带电粒子是否做功?说明理由。
三、电视显像管的工作原理
阅读教材相关内容,思考并回答问题:电子束是怎样实现偏转的?
-4中,如图所示:
(1)要是电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?
(2)要是电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?
(3)要是电子打从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化?
思考讨论:电场力和洛伦兹力的区别
 
电场力
洛仑兹力
作用对象
 
 
大小
 
 
方向
 
 
特点
 
 
典例探究:
例1:试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。

甲乙丙丁