《磁場對運動電荷的作用》寧童上課.ppt

2.4磁場對運動電荷的作用,知識回顧,判斷下列圖中安培力的方向,若已知上圖中：B=4.010-2T，導(dǎo)線長L=10cm，I=1A。求：通電導(dǎo)線所受的安培力大小？,電流是如何形成的？,思考,電流是電荷的定向運動形成的，而磁場對電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會想到了什么？,磁場可能對運動電荷有力的作用。,實驗：用陰極射線管研究磁場對運動電荷的作用。,實驗驗證,在真空玻璃管內(nèi)安裝一個陰極、一個陽極.陰極接高電壓的負(fù)極、陽極接正極.陰極能夠發(fā)射電子,電子束在兩極之間的電場力的作用下從陰極飛向陽極.這個管子叫做電子射線管.為了顯示電子束運動的情況,管內(nèi)裝有長條形的熒光屏,屏上的物質(zhì)受到電子的撞擊時能夠發(fā)光。,當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場時，,電子的運動軌跡是直線,當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場時，,電子的運動軌跡是曲線,磁場對運動電荷有力的作用,結(jié)論,一、洛倫茲力,1、磁場對運動電荷有力的作用,這個力叫做洛侖茲力.,2.洛倫茲力與安培力的關(guān)系：,安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。,洛倫茲（18531928）,洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對運動電荷有作用力的觀點。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。,猜想：能不能用左手定則來判定推理：我們曾經(jīng)用左手定則判定安培力的方向大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向驗證：嘗試不同方向的磁場對電子束的不同影響，判斷運動的電子束在各種方向的磁場中的受力方向,洛侖茲力F洛的方向如何確定？,思考,3、洛倫茲力的方向-左手定則,1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。,2、如果運動的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。,洛倫茲力的方向,下圖中電子束的偏轉(zhuǎn)方向畫的方向正確嗎？,課堂練習(xí):1.判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的方向.,F垂直紙面向里,F垂直紙面向外,洛侖茲力有什么特點呢？,f,f,-q,洛侖茲力F的方向總跟運動電荷的速度v的方向垂直。,洛侖茲力只能改變電荷運動的速度方向，不能改變速度的大小。,洛侖茲力對在磁場中運動的電荷不做功。,思考,如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場時，初速度跟磁場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下將做什么運動？,思考,電子束的磁偏轉(zhuǎn),圖2.4-2洛倫茲力演示儀,下圖實驗裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。,在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進(jìn)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。,電子束的磁偏轉(zhuǎn),顯像管的工作原理,1、電子束是怎樣實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？,思考與討論,2、在圖2.43中，如圖所示（1）要是電子打在A點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（2）要是電子打在B點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？,3、電子打在熒光屏上只能有一個亮點，為什么整個熒光屏都能發(fā)光能？,科學(xué)漫步,科學(xué)足跡,【例1】如圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是,例2、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),【例3】一個長螺線管中通有電流，把一個帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計重力影響），粒子將在管中A做圓周運動B沿軸線來回運動C做勻加速直線運動D做勻速直線運動,課外作業(yè),1答：由現(xiàn)象知這束射線含有不同的粒子。其中向左的射線為帶正電的粒子組成；中間的射線為不帶電粒子組成；向右的射線為帶負(fù)電的粒子組成。,2答：甲豎直向上；乙豎直向下；丙垂直紙面向外；丁垂直紙面向里。,課外作業(yè),