運動電荷在磁場中受到的力1

1、人教版選修31第三章 磁場第五節(jié)：運動電荷在磁場中受到的力 回顧復(fù)習(xí)、引入新課 一磁場對電流有力的作用 -（安培力FA）F安BILsin 二電荷的定向移動形成 -（電流I）I 磁場對電流有力的作用，那么磁場對運動電荷有力的作用嗎？ 陰極射線管從陰極發(fā)射出電子，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。一、觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)觀察電子束運動徑跡的裝置實驗現(xiàn)象 :電子束在磁場中的發(fā)生偏轉(zhuǎn)。磁場對運動電荷有作用力-洛倫茲力 導(dǎo)學(xué)釋疑. 洛侖茲力 ： 1定義：磁場對運動電荷有作用力，我們把它稱做洛侖茲力。2洛侖茲力與安培力的關(guān)系

2、： IBFvvvvvvvv 作用于通電導(dǎo)線上的安培力就是作用于運動電荷上的洛侖茲力的合力。 宏觀上：安培力 F(BI) 對象：整個導(dǎo)線微觀上：洛侖茲力 f(Bq） 對象: 單個電荷二、洛倫茲力的方向 推理：安培力的方向用左手定則判定，而安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，因此洛倫茲力的方向也可以用左手定則來判定?！白笫侄▌t”手心： 磁感線垂直穿入 （B）四指方向:正電荷運動方向（V） （電流方向）大拇指方向: 洛侖茲力方向（ F ）四指所指的是正電荷運動的方向，若為負電荷應(yīng)使四指指向負電荷運動的反方向。vFFv .自主測評1判定下列粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向FF-qV（2）B

3、+qV（1）B+qV（3）F-qV（4）FVBVv1v2VB+洛倫茲力F與v、B三者間的方向關(guān)系BF+fF合作探究三、洛倫茲力的大小:IBFFv例：有一端長為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為 n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，把這段導(dǎo)線垂直地放入磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中，求：每個自由電荷受到的洛侖茲力f 的大小 ? 求:導(dǎo)線中的電流:所受到的安培力:I=nqsvF=BIL=BnqsvL運動電荷的總數(shù):N=nsL單個運動電荷所受到的作用力: f=F/N=F/nsL 即: .洛倫茲力:f =qvB 洛倫茲力的大小 1公式:2適用條件: 當 vB 時 fF=

4、 qvB 當 vB 時 f = 0 （電荷不受洛侖茲力作用） 3.單位： F（N） q（c） v（m/s） B（T）Fv0BBVVBVV.洛倫茲力: F洛=qvBBvFvBV2V1當V與B成一角度時 F洛=qVBsin .自主測評2 當一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管，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帶電粒子做：勻速直線運動UV 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

5、改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大小 （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 v F B .自主測評3電子以速率V0垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，則（ ） A、磁場對電子的作用力始終不做功 B、磁場對電子的作用力始終不變 C、電子的動能始終不變 D、電子的動量始終不變AC思考題1、如圖所示，豎直放置的光滑絕緣的半圓形 的軌道，軌道半徑為R，處于垂直于紙面向外的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m 帶電量為q 的小球由靜止自A端滑下， 問它能否滑到與A等高的C點？若能滑到速度大小為多少？AC答:能，VC=0

6、.洛倫茲力不做功，不會改變電荷速度大小。VFGFNB解析：帶電小球不動，而磁場運動，也可以看作是帶電小球相對于磁場沿相反方向運動，故磁場相對于小球運動時，小球同樣會受到洛倫茲力的作用?，F(xiàn)要使小球從水平面飄起應(yīng)使小球受到豎直向上的洛倫茲力的作用，其臨界條件是洛倫茲力恰好等于重力的大小，即qvB=mg，所以磁場運動的最小速度為mg/qB，由左手定則可知，若磁場不動，小球應(yīng)向右運動，則當小球不動時，磁場運動方向應(yīng)為水平向左。.自主測評:【題4】如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的小帶球停在絕緣水平上，并處在磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，若要使小球飄離水平面，則此勻強磁場的最小移動速度為（ ）A.mg/qB,水平向右 B.mg/qB ,水平向左C.mg/qB ,垂直紙面向外 D.mg/qB ,垂直紙面向內(nèi)B.能力思維方法:2、如圖所示，質(zhì)量為m、帶電量為q的小球， 在傾角為的光滑斜面上由靜止下滑， 勻強磁場的感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外，若 帶電小球下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為0，問：小球所帶電荷的性質(zhì)如何?此時小球的下滑速度和下滑位移各是多大?【解析】小球為何會對斜面的壓力為0， 受力分析可得小球所受洛倫茲力垂直斜面向上，GGFNf.由小