633.5运动电荷在磁场中受到的力

复习1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？2、电流是如何形成的？3、由上述的两个问题你可以想到什么？3.5磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力阴极射线在磁场中的偏转1．演示实验：电子射线管发出的电子束，下图甲中的径迹是．把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图所示，电子束的径迹向发生了偏转，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向偏转．直线下上运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力.安培力是洛伦兹力的宏观表现。二、洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时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.课堂训练1－q竖直向上竖直向上垂直纸面向内垂直纸面向外1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向训练2：试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vffv洛伦兹力方向垂直纸面向里v洛伦兹力方向垂直纸面向外vIBFvvvv三、洛伦兹力大小设有一段长为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（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导线中的电流强度I=导线中的电荷的总个数为N=每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为F安=BIL=BnqSvL三、洛伦兹力大小qvBnLSBnqvSLNFF安洛F洛=qVB(V⊥B）F洛=0(V∥B）F洛=qVBsinθ(当V与B成一角度θ时)三、洛伦兹力大小思考与讨论（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直（2）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功课堂训练1、试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向(q,v,B两两垂直)Fv垂直纸面向外课堂训练2、电子的速率v=3×106m/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？F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10=4.8×10-14N课堂训练3、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。CD课堂训练4、电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.磁场对电子的作用力始终不变.B.磁场对电子的作用力始终不做功C.电子的速度始终不变.D.电子的动能始终不变BD小结1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力的方向：左手定则F⊥vF⊥B3、洛伦兹力大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、特点：洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功三、电视显像管的工作原理1、要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向外2、要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向里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？先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。第二课时带电体（粒子）在复合场中的直线运动复合场：电场，重力场，磁场三种场对带电物体在复合场中运动是否考虑重力问题点拨：①电子、质子、α粒子、离子等微观粒子无特殊说明一般不计重力，带电小球、尘埃、油滴、液滴等带电颗粒无特殊说明一般要考虑重力．如果有具体数据，可通过比较确定是否考虑重力．②注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力始终和运动方向垂直，永不做功的特点．思考1质量为m，电荷量为q的微粒以速度v与水平成45度进入匀强磁场中，如图磁场的方向垂直纸面向里，如微粒在电场，磁场及重力的作用下做匀速直线运动，则电场强度的大小E=----.磁感应强度大小B=---×××××××××vm,q(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．(2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器时的速度是v＝一：速度选择器特别提醒：只要带电粒子的速率满足V＝E/B，即使电性不同，电荷不同，也可沿直线穿出右侧小孔，而其他速率的粒子要么上偏，要么下偏，无法穿出．因此利用这个装置可以用来选择某一速率的带电粒子，故称为速度选择器.二：磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能．(2)根据左手定则，如下图中的B板是发电机正极．(3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等粒子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U＝Bdv.例题：质量m=0.1×10-3kg的小物块，带有电量为q=5×10-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角α=30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问：（1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？（2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？2、摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球从最高处摆到最低处，摆线上拉力T多大？解析：摆球在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得：211cos2mgLmv21cosvgL摆球在最低点时的速度方向不同，洛伦兹力方向不同，绳受到的拉力大小不同21FvTmgmL洛121cosTmgmgBqv32cos21cosmgmgBqgL1.当摆球向右摆时，2。当摆球向左摆时，