1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件（16张PPT）

(共16张PPT)
2.磁场对运动电荷的作用力第一章 安培力与洛伦兹力温故知新—磁场对通电导线的作用力
安培力：
安培力方向的判断：
左手定则
安培力大小的计算：
F=BIL (B⊥I)
F=0 (B∥I)
F=BILsinθ (B与I夹角为θ)
磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你想到了什么？
【猜想】磁场可能对运动电荷有力的作用！
导体中的电流是由电荷的定向移动产生的
电流是如何形成的？
温故知新—电流
探究1：磁场对运动电荷是否有力的作用
实验现象
在没有外磁场时，电子束沿直线运动；
将磁铁N极靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
实验结论
磁场对运动电荷有力的作用。
实验探究—电子束在磁场中偏转
洛伦兹
（1853 ─ 1928）
1. 运动电荷在磁场中受到的力，称为洛伦兹力。
2. 洛伦兹力与安培力的关系：
安培力是洛伦兹力的宏观表现
安培力
洛伦兹力
磁场对电流的作用
磁场对运动电荷的作用
因
果
宏观表现
一. 洛伦兹力
微观
探究2：洛伦兹力的方向和什么有关？
实验现象
改变磁场方向，电子束的偏转方向也发生变化，说明了洛伦兹力方向发生变化。
实验结论
洛伦兹力方向与磁场方向有关。
实验探究—电子束在磁场中偏转
洛伦兹力的方向的判断：左手定则
1、 伸开左手，使拇指和其余四个手指垂直且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 。
2、若是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
F
二. 洛伦兹力的方向
v
F
v
v
F
练习：试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向.带电粒子的电性或带电粒子的运动方向.
v
F
F
v
粒子垂直于纸面向里运动
所受洛伦兹力垂直于纸面向外
二. 洛伦兹力的方向
洛伦兹力既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电荷的运动方向垂直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⊥（B与v平面）
v
v
F
F
二. 洛伦兹力的方向
F⊥v：洛伦兹力只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。
重要结论：洛伦兹力永远不做功！
如何由安培力表达式推导出来？
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，电流大小为I，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
I
F
v
v
v
v
（1）通电导线所受的安培力
（2）通电导线中的电流
（3）这段导线内的自由电荷数
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
三. 洛伦兹力的大小
v
［问题］
若粒子不垂直射入磁场，粒子受到的洛伦兹力又如何呢 ？
F=qvB (v垂直B）
B1
B2
课后思考：
还可以分解v
三. 洛伦兹力的大小
洛伦兹力的表达式
总结
θ =0°时（ v∥B ）：F洛=0；
θ =90°时（v⊥B）：F洛=qvB
v与B成θ时，F洛=qvBsinθ
三. 洛伦兹力的大小
四. 电子束的磁偏转
1、如果要是电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
2、电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向？
3、使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A移动，偏转磁场应怎样变化？
显像管原理示意图
俯视图
四. 电子束的磁偏转
实际上，在偏转区的水平方向上和竖直方向上都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图中那样不断移动，这在显示技术中叫做扫描
显像管原理示意图
俯视图
四. 电子束的磁偏转
课堂小结
1. 磁场对运动电荷的作用力：洛伦兹力
2. 洛伦兹力的方向：左手定则
3. 洛伦兹力的大小：F=qvB (v⊥B)
F=0 (v∥B)
F=qvBsinθ (v与B夹角为θ)