磁場對運動電荷的作用力

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1、3.5 磁 場 對 運 動 電 荷 的作 用 力江 蘇 省 大 港 中 學(xué) 紀(jì) 金 忠 復(fù) 習(xí)1、 磁 場 對 通 電 導(dǎo) 線 的 作 用 力 的 大 小 和 方 向 ？2、 電 流 是 如 何 形 成 的 ？3、 由 上 述 的 兩 個 問 題 你 可 以 想 到 什 么 ？ 磁 場 對 通 電 導(dǎo) 線 的 安 培 力 可 能 是 作 用 在大 量 運 動 電 荷 的 作 用 力 的 宏 觀 表 現(xiàn) ， 也 就是 說 磁 場 可 能 對 運 動 電 荷 有 力 的 作 用 。電 荷 的 定 向 移 動 形 成 的大 小 ： F BILsin 方 向 ： 左 手 定 則 一、磁場對運動電荷的作

2、用力演 示 ： 陰 極 射 線 在 磁 場 中 的 偏 轉(zhuǎn)電 子 射 線 管 的 原 理 ： 從 陰 極 發(fā) 射 出 來 電 子 ， 在 陰 陽 兩 極 間 的 高 壓作 用 下 ， 使 電 子 加 速 ， 形 成 電 子 束 ， 轟 擊 到 長條 形 的 熒 光 屏 上 激 發(fā) 出 熒 光 ， 可 以 顯 示 電 子 束的 運 動 軌 跡 。實 驗 現(xiàn) 象 ： 在 沒 有 外 磁 場 時 ， 電 子 束 沿 直 線 運 動 ， 將蹄 形 磁 鐵 靠 近 陰 極 射 線 管 ， 發(fā) 現(xiàn) 電 子 束 運 動 軌跡 發(fā) 生 了 彎 曲 。結(jié) 論 ： 磁 場 對 運 動 電 荷 有 作 用 。 運

3、動 電 荷 在 磁 場 中 受 到 的 作用 力 叫 做 洛 倫 茲 力 ， 安 培 力 是洛 倫 茲 力 的 宏 觀 表 現(xiàn) 。 二 、 洛 倫 茲 力 的 方 向左 手 定 則 ： 四 指 指 向 與 形 成 的 電 流 方向 一 致 ， 即 與 正 電 荷 運 動 方 向 相 同 ，與 負(fù) 電 荷 運 動 方 向 相 反 。 課 堂 訓(xùn) 練 q豎 直 向 上 豎 直 向 上 垂 直 紙 面 向 內(nèi) 垂 直 紙 面 向 外1、 判 斷 下 列 粒 子 進(jìn) 入 磁 場 時 所 受 的 洛 倫 茲 力 的 方 向 IBF vvvv三 、 洛 倫 茲 力 大 小 設(shè) 有 一 段 長 為 L， 橫

4、 截 面 積 為 S的 直 導(dǎo) 線 ， 單位 體 積 內(nèi) 的 自 由 電 荷 數(shù) 為 n， 每 個 自 由 電 荷 的 電 荷量 為 q， 自 由 電 荷 定 向 移 動 的 速 率 為 v。 這 段 通 電導(dǎo) 線 垂 直 磁 場 方 向 放 入 磁 感 應(yīng) 強 度 為 B的 勻 強 磁場 中 ， 求（ 1） 通 電 導(dǎo) 線 中 的 電 流（ 2） 通 電 導(dǎo) 線 所 受 的 安 培 力（ 3） 這 段 導(dǎo) 線 內(nèi) 的 自 由 電 荷 數(shù)（ 4） 每 個 電 荷 所 受 的 洛 倫 茲 力 導(dǎo) 線 中 的 電 流 強 度 I =導(dǎo) 線 中 的 電 荷 的 總 個 數(shù) 為 N =每 個 電 荷

5、受 力 為 nqSv nSL導(dǎo) 線 受 安 培 力 為 F安 =BIL=BnqSvL三 、 洛 倫 茲 力 大 小 qvBnLSBnqvSLNFF 安洛 F洛 =qVB ( V B） F洛 = 0 ( V B）當(dāng) V與 B成 一 角 度 時三 、 洛 倫 茲 力 大 小 V2 V1 F洛 =qVBsin 思 考 與 討 論（ 1） 洛 倫 茲 力 方 向 與 帶 電 粒 子 的 運 動 方 向 有 什 么 關(guān) 系 ？ 洛 倫 茲 力 方 向 與 帶 電 粒 子 運 動 方 向 垂 直（ 2） 洛 倫 茲 力 帶 電 粒 子 運 動 的 速 度 有 什 么 影 響 ？ 只 改 變 粒 子 速 度

6、 的 方 向 ， 不 改 變 粒 子 速 度 的 大 ?。?3） 洛 倫 茲 力 對 帶 電 粒 子 做 的 功 是 多 少 ？ 由 于 洛 倫 茲 力 方 向 始 終 與 帶 電 粒 子 運 動 方 向 垂 直 ， 所 以 洛 倫 茲 力 對 運 動 電 荷 不 做 功 F vF B 課 堂 訓(xùn) 練1、 試 判 斷 下 列 各 圖 帶 電 粒 子 所 受 洛 侖茲 力 的 方 向 、 或 磁 場 的 方 向 、 或 粒 子運 動 方 向 (q,v,B兩 兩 垂 直 )F v 垂 直 紙 面 向 外 課 堂 訓(xùn) 練2、 電 子 以 初 速 度 V垂 直 進(jìn) 入 磁 感 應(yīng) 強 度為 B的 勻

7、強 磁 場 中 ,則 ( ) A.磁 場 對 電 子 的 作 用 力 始 終 不 變 . B.磁 場 對 電 子 的 作 用 力 始 終 不 做 功 C.電 子 的 速 度 始 終 不 變 . D. 電 子 的 動 能 始 終 不 變 BD 課 堂 訓(xùn) 練3、 電 子 的 速 率 v=3 106 m/s， 垂 直射 入 B=0.10 T的 勻 強 磁 場 中 ， 它 受到 的 洛 倫 茲 力 是 多 大 ？F洛 =qv B = 1.60 10-19 3 106 0.10 =4.8 10-14 N 課 堂 訓(xùn) 練4、 當(dāng) 一 帶 正 電 q的 粒 子 以 速 度 v沿 螺 線 管 中 軸 線進(jìn)

8、入 該 通 電 螺 線 管 ， 若 不 計 重 力 ， 則 （ ）A 帶 電 粒 子 速 度 大 小 改 變 ；B 帶 電 粒 子 速 度 方 向 改 變 ；C 帶 電 粒 子 速 度 大 小 不 變 ；D 帶 電 粒 子 速 度 方 向 不 變 。 C D 課 堂 訓(xùn) 練5、 如 圖 所 示 ， 勻 強 磁 場 方 向 水 平 向 里 ， 勻 強 電場 方 向 豎 直 向 下 ， 有 一 正 離 子 （ 不 計 重 力 ） 恰能 沿 直 線 從 左 向 右 水 平 飛 越 此 區(qū) 域 。 則 （ ） + B E v A.若 電 子 從 右 向 左 飛 入 ， 電 子 也 沿 直 線 運 動

9、B.若 電 子 從 右 向 左 飛 入 ， 電 子 將 向 上 偏 轉(zhuǎn)C.若 電 子 從 右 向 左 飛 入 ， 電 子 將 向 下 偏 轉(zhuǎn) D.若 電 子 從 左 向 右 飛 入 ， 電 子 也 沿 直 線 運 動 BD 小 結(jié)1、 洛 倫 茲 力 ： 磁 場 對 運 動 電 荷 的 作 用 力 安 培 力 是 洛 倫 茲 力 的 宏 觀 表 現(xiàn)2、 洛 倫 茲 力 的 方 向 ： 左 手 定 則 F v F B 3、 洛 倫 茲 力 大 小 ： F洛 =qVBsin V B F洛 =qVB V B F洛 = 04、 特 點 ： 洛 倫 茲 力 只 改 變 力 的 方 向 ， 不 改 變 力

10、 的 大 小 ， 洛 倫 茲 力 對 運 動 電 荷 不 做 功 四 、 電 視 顯 像 管 的 工 作 原 理 1、 要 是 電 子 打 在 A點 ， 偏 轉(zhuǎn) 磁 場應(yīng) 該 沿 什 么 方 向 ？垂 直 紙 面 向 外2、 要 是 電 子 打 在 B點 ， 偏 轉(zhuǎn) 磁 場應(yīng) 該 沿 什 么 方 向 ？垂 直 紙 面 向 里3、 要 是 電 子 打 從 A點 向 B點 逐 漸 移 動 ， 偏 轉(zhuǎn) 磁 場 應(yīng)該 怎 樣 變 化 ？ 先 垂 直 紙 面 向 外 并 逐 漸 減 小 ，然 后 垂 直 紙 面 向 里 并 逐 漸 增 大 。 人類首次拍到南北極光“同放光彩”奇景 以正電荷為例 在 太

11、陽 創(chuàng) 造 的 諸 如 光 和 熱 等 形 式 的 能 量 中 ，有 一 種 能 量 被 稱 為 “ 太 陽 風(fēng) ” 。 這 是 一 束 可 以覆 蓋 地 球 的 強 大 的 帶 電 亞 原 子 顆 粒 流 ， 該 太 陽風(fēng) 在 地 球 上 空 環(huán) 繞 地 球 流 動 ， 以 大 約 每 秒 400公 里 的 速 度 撞 擊 地 球 磁 場 ， 磁 場 使 該 顆 粒 流 偏向 地 磁 極 下 落 ， 它 們 與 氧 和 氮 的 原 子 碰 撞 ， 擊走 電 子 ， 使 之 成 為 激 發(fā) 態(tài) 的 離 子 ， 這 些 離 子 發(fā)射 不 同 波 長 的 輻 射 ， 產(chǎn) 生 出 紅 、 綠 或 藍(lán)

12、 等 色 的極 光 特 征 色 彩 ， 形 成 極 光 。 在 南 極 地 區(qū) 形 成 的叫 南 極 光 。 在 北 極 地 區(qū) 同 樣 可 看 到 這 一 現(xiàn) 象 ，稱 之 為 北 極 光 。 來 自 宇 宙 的 質(zhì) 子 流 ， 以 與 地 球 表 面 垂 直 的方 向 射 向 赤 道 上 空 的 某 一 點 ， 則 這 些 質(zhì) 子 在 進(jìn)入 地 球 周 圍 的 空 間 時 ， 將 ( )A 豎 直 向 下 沿 直 線射 向 地 面B 相 對 于 預(yù) 定 地 面向 東 偏 轉(zhuǎn)C 相 對 于 預(yù) 定 點 稍 向 西 偏 轉(zhuǎn)D 相 對 于 預(yù) 定 點 稍 向 北 偏 轉(zhuǎn) V課 堂 練 習(xí) 閱 讀 課 本 ： P103