3.5运动电荷在磁场中的运动.ppt
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第5节 运动电荷在磁场中受到的力 丰城九中 熊文杰 一、洛伦兹力(Lorentz force) 1、定义:运动电荷在磁场中受到的作用力,叫洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向: 电子射线管的原理: 从阴极发射出来电子,在阴阳两极间的高压作用下,使电子加速,形成电子束,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。 洛伦兹力的方向 伸开左手: 磁感线——垂直穿入手心 四指—— 大拇指—— 所受洛伦兹力的方向 ①指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 v F洛 实验结论:洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B,又跟电方荷的运动方向垂直F⊥v,故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面,即:F安⊥Bv平面 V B V v1 v2 V B B F + F F 3.洛伦兹力F与v、B三者之间的方向关系 + 重要结论:洛伦兹力永远不做功! 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场,试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向 × × × × × × × × × + × × × × × × × × × V V + V V V + V FL + V 垂直纸面向外 垂直纸面向里 + V FL FL FL FL=0 FL=0 课堂练习: 2.当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则(??? ) A.带电粒子速度大小改变 B.带电粒子速度方向改变 C.带电粒子速度大小不变 D.带电粒子速度方向不变 通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。 安培力:大量运动电荷的在磁场中受到的力 洛伦兹力:一个运动电荷在磁场中受到的力 思考与讨论 磁场对通电导线能产生安培力的作用,当磁场方向与电流方向垂直时,安培力的大小为F安=BIL,而电流就是电荷的定向移动形成的,那么,磁场对运动电荷所产生的洛伦兹力与安培力有什么关系?洛伦兹力的大小又与什么因素有关? v v v v 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,求洛伦兹力 二、洛伦兹力的大小 I F v v v v (1)通电导线中的电流 (2)通电导线所受的安培力 (3)这段导线内的自由电荷数 (4)每个电荷所受的洛伦兹力 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 (v垂直B) 二、洛伦兹力的大小 问题: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? 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为θ,电荷所受的洛伦兹力大小为 二、洛伦兹力的大小 3.电子的速率v=3×106 m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大? 思考与深化 若带电粒子垂直于磁场方向射入匀强磁场中,带电粒子在磁场中将会如何运动? 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。 三、显像管的工作原理 思考与讨论 如图所示,电视显像管中,要使电子束从B逐渐向A点扫描,必须加一个怎样变化的偏转磁场? 荧光屏中点O的下方,应加一垂直向内的磁场,且越下方磁场越强,而在O点的上方,应加一垂直向外的磁场,且越上方的磁场越强。
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