1、大安六中： 劉國軍 延邊大學(xué)物理系物理教育專業(yè),3.5 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力,【教學(xué)目標(biāo)】 1知識(shí)與技能： 知道什么是洛倫茲力，會(huì)判斷洛倫茲力的方向； 知道洛倫茲力大小的推導(dǎo)過程； 會(huì)利用本節(jié)課學(xué)的知識(shí)簡(jiǎn)單解釋電視顯像管的工作原理。 2過程與方法： 通過對(duì)安培力微觀本質(zhì)的猜測(cè)，培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想和猜測(cè)能力； 通過推導(dǎo)洛倫茲力的公式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力； 通過演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。 3情感態(tài)度與價(jià)值觀： 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、推理能力。,復(fù)習(xí)回顧,方向:,安培力:,1、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力,大小:,左手定則,2、通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢?它的微觀

2、表達(dá)式是什么？（式中各量意義）,電荷的定向移動(dòng)形成的,n單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù). q每個(gè)自由電荷的電荷. v自由電荷定向移動(dòng)的速率. S橫截面積.,一、探究運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中是否受到力的作用？,現(xiàn) 象：,極 光,猜 想：,受力？不受力？,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：,陰極射線管的原理： 從陰極發(fā)射出來電子，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(yùn)動(dòng)軌跡。,結(jié) 論：,運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到力的作用,二、探究洛倫茲力的方向,猜 想：,左手定則？右手定則？,理論分析：,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：,陰極射線管實(shí)驗(yàn),結(jié) 論：,左手定則,因,果,微觀原因,宏觀表現(xiàn),問 題:,洛倫茲

3、力的方向怎么判斷？,B,F垂直于紙面向外,F垂直于紙面向外,甲,乙,丙,丁,訓(xùn)練鞏固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力的方向,B,B,B,洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?,當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān):,1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B,2.電荷量q,3.電荷運(yùn)動(dòng)快慢v,三、洛倫茲力的大小,設(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v.這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求： (1)通電導(dǎo)線中的電流. (2)通電導(dǎo)線所受的安培力. (3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù). (4)每

4、個(gè)電荷所受的洛倫茲力.,電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí),如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為,(v垂直B),問題:若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng),粒子受到的洛倫茲力又如何呢?,B,v,F,V2,V1,當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為，電荷所受的洛倫茲力大小為,單位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T),F洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N,電子的速率v=3106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它受到的洛倫茲力是多大?,課 堂 練 習(xí),解：因?yàn)関垂直B,所以所受洛倫茲力大小,當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線

5、管中軸線進(jìn)入該通電螺線管,若不計(jì)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,CD,課 堂 練 習(xí),思考與討論,（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？ 洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直 （2）洛倫茲力帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？ 只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(duì)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(yùn)動(dòng)方向垂直，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功,1、構(gòu)造:,電子槍(陰極) 偏轉(zhuǎn)線圈 熒光屏等,四、應(yīng)用：電視顯像管的工作原理,（1）、要使電子打在A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向

6、?,垂直紙面向外,（2）、要是電子打在B點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?,垂直紙面向里,（3）、要是電子打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？,先垂直紙面向外并逐漸減小, 后垂直紙面向里并逐漸增大.,2、工作原理：,【思考與討論】,以正電荷為例,1、洛倫茲力: 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 2、洛倫茲力方向：左手定則 3、洛倫茲力大小： F洛=qVBsin VB F洛=qVB VB F洛= 0,謝謝合作！,在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風(fēng)”。這是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場(chǎng)，磁場(chǎng)使該顆粒流偏向地磁極下落，它們與氧和氮的原子