1、磁場對運動電荷的作用 高 二 年 級 人教版新課標選修1-1西安市高陵區(qū)第一中學 黃 博第四節(jié) 磁場對運動電荷的作用極光第二章 磁場電子顯微鏡示波器可將肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像X射線機陰極射線管（CRT）（1）沒有磁場，觀察電子束的徑跡 。（2）把電子射線管放在蹄形磁鐵兩極之間，觀察電子束徑跡。（3）調(diào)換磁體南北極位置，再次觀察電子束徑跡。探究并觀察實驗：探究并小結(jié)實驗（1）演示實驗一結(jié)論： 未加磁場時，電子束做 直線運動。 加上磁場后，如果磁場方向與電子束運動的方向垂直，電子束受到了磁場力，運動徑跡發(fā)生彎曲。 （2）演示實驗二結(jié)論：（3）改變磁場方向后，運動徑跡發(fā)生彎曲,電子束所

2、受磁場力向上。通過實驗驗證了磁場對運動電荷有力的作用。運動電荷在磁場中受到的作用力,叫做洛倫茲力。荷蘭物理學家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對論中洛倫茲變換的建立者，1902年獲得諾貝爾物理學獎。 （18531928）洛倫茲力的方向怎么判斷？一 、洛倫茲力2.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，這時拇指所指的就是通電導體所受安培力的方向。 知識回顧安培力通電導線在磁場中受到的力稱為安培力。1.安培力 的大小B,I平行： B,I垂直： FA=0FA=BILF=BILsinIF電子束的速度方向向右，磁場方向垂直屏幕向里，所受洛倫

3、茲力向下。指向可用左手定則判定： 磁感線垂直穿過掌心，四指指向正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向），拇指所指的方向就是洛倫茲力方向。洛倫茲力的方向與磁場方向垂直，與運動電荷的速度方向垂直。v二、研究洛倫茲力的方向 電子束的速度方向向右，磁場方向垂直屏幕向外，電子束所受洛倫茲力向上。研究洛倫茲力的方向vF指向可用左手定則判定： 磁感線垂直穿過掌心，四指指向正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向），拇指所指的方向就是洛倫茲力方向。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) 1.判斷下列粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.-qv甲F-qv丙F垂直板面向里+qv乙F+qv丁F垂直板面向

4、外小試牛刀:當速度V的方向與磁感應強度B的方向平行時：F0思考 如果帶電粒子射入勻強磁場時，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？思考三、電子束的磁偏轉(zhuǎn) 1.沒有磁場時，電子束是直進的；2.外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強弱和電子的速度都能影響圓的半徑。+ 帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？想一想:洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對電荷不做功。一帶電粒子以垂直于磁場方向的初速度飛入勻強磁場后做圓周運動，磁場方向和運動軌跡如圖所示，下列情況可能的是（ ）A粒子帶正電，沿逆時針方向運動B粒子帶正電，沿順時針方向運動

5、C粒子帶負電，沿逆時針方向運動D粒子帶負電，沿順時針方向運動BA D小試牛刀:四、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)磁場應該沿什么方向？（2）要是電子打在B點，偏轉(zhuǎn)磁場應該沿什么方向？ （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)光呢？ 垂直板面向外垂直板面向里偏轉(zhuǎn)磁場應逐漸增大電子受到的洛倫茲力，磁場應逐漸增強?？看艌鍪闺娮邮D(zhuǎn) 一般顯示器主要由電子槍、線圈、熒光屏、玻璃屏幕四部分組成。電子槍產(chǎn)生高能電子束，通電線圈

6、提供磁場。電子束穿過磁場時，受洛倫茲力作用，徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子束打在熒光物質(zhì)上，能產(chǎn)生亮點。磁場隨外加信號改變時，電子束在熒光屏上產(chǎn)生的亮點位置也發(fā)生相應的變化。 顯示器接收到影像信號時，電子束從熒光屏左上角開始從從左向右掃描出一條水平線，之后再掃描下面一條線。 如此反復，高頻率地從上而下掃描，并利用人眼的視覺暫留效應，使熒光屏上的亮點構成我們看到的影像。鞏固練習 2.運動的電子束在垂直于運動方向的磁場中會受到_ 的作用。顯像管通過_ 控制電子束打在熒光屏上的位置構成畫面。為了讓顯示器有清晰的圖像，顯像管的設計、生產(chǎn)及使用都應該注意防止_對成像的干擾。 1.“借助陰極射線管,我們可以看到每個電

7、子的運動軌跡”的說法正確嗎?為什么? 答:這種說法不正確。陰極射線管的原理是：高速運動的電子束打在熒光物質(zhì)上，激發(fā)出綠色熒光。我們借助熒光感知電子束的運動軌跡。洛倫茲力外加信號控制的磁場磁場3.某種物質(zhì)發(fā)射的射線在磁場中分裂為3束，為什么？ 由現(xiàn)象知道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；向右的射線為帶負電的粒子組成。鞏固練習甲 豎直向上； 乙 豎直向下；丙 垂直紙面向外；丁 垂直紙面向里。鞏固練習4.5.一長螺線管通有變化的電流，把一個帶電粒子(重力不計)沿管中心軸線射入管中，粒子將在管中 ( )A. 做圓周運動 B. 沿軸線來回運動C. 做勻

8、速直線運動 D. 做勻加速直線運動C6、有關洛侖茲力和安培力的描述，正確的是（ ）A通電直導線處于勻強磁場中一定受到安培力的作用B安培力是大量運動電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)C帶電粒子在勻強磁場中運動受到洛侖茲力做正功D通電直導線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行B內(nèi)容小結(jié) 1.磁場對運動電荷的作用力-洛倫茲力。通電導體所受安培力，則是運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 2.洛倫茲力的方向總垂直于運動電荷的速度方向與磁感應強度B所在的平面。指向可用左手定則判定： 磁感線垂直穿過掌心，四指指向正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向），拇指所指的方向就是洛倫茲力方向。 3.洛倫茲力的應用:顯像管。極光？ 若有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(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，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中。求每個自由電荷所受的洛倫茲力的大小? -I課外自學：洛倫茲力的大小（請根據(jù)以下模型及 的問題，逐步思考，自學洛倫茲力公式的推導）這段導體所受的安培力的表達式是什么？ 電流強度I 的微觀表達式是什么？ 這段導體中含有多少自由電荷數(shù)？ F安=BILI =