磁场对运动电荷的作用课件

电场力 电场力是电场对电荷的作用 力 电场中的电荷无论静止,还 是沿任何方向运动都要受到 电场力
(1)方向由电荷的正负、电场 的方向决定 (2)正电荷的受力方向与电场 方向一致,负电荷的受力方 向与电场方向相反
大小
作用 效果
做功 情况
洛伦兹力 F=qvB(v⊥B) 洛伦兹力只改变电荷运动速度的方向, 不改变速度的大小
洛伦兹力一定不做功
电场力
F=qE 电场力既可以改变电荷运动 速度的方向,又可以改变电 荷运动速度的大小 电场力可以不做功,也可以 做功
【例题 1】 如图所示是表示磁场磁感应强度 B、负电荷运动方向 v 和 磁场对电荷洛伦兹力 F 的相互关系图,这四个图中不正确的是(B、v、F 两 两垂直)( )
解析:本题考查正确运用左手定则判断 B、v、F 三者之间的方向关系。 由左手定则可知选项 A、B、C 方向关系正确,D 错误。
4.洛伦兹力的方向 (1)判断 安培力实际上是大量运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的宏观表现,所 以洛伦兹力的方向也可由左手定则判定。 左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指垂直,且处于同一平面内,让磁 感线穿入手心,四指指向正电荷运动的方向(若是负电荷,则四指指向负电 荷运动的反方向),拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。 (2)特点 ①洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁场方向都垂直,即洛伦兹力 F 洛垂直于 B 和 v 决定的平面。 ②洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向,不改变速度大小,对电荷不做 功。
洛伦兹力的方向可以由左手定则来判断。即伸开左手,使拇指与其余四 指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,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。
思考用左手定则判断正电荷和负电荷所受洛伦兹力方向时四
指所指方向是否相同? 提示:不同,四指所指的方向为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方
提示:(1)由左手定则判定知,要使电子打在 A 点,偏转磁场应该垂直纸面 向外。
(2)要使电子打在 B 点,偏转磁场应该垂直纸面向里。 (3)要使电子从 A 点向 B 点逐渐移动,偏转磁场应该先垂直纸面向外并 逐渐减小,然后垂直纸面向里并逐渐增大。
【例题 2】 运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到
●名师精讲●
1.洛伦兹力的概念 磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力,是由荷兰物理学家洛伦兹首先 提出的。 2.洛伦兹力的产生条件 电荷在磁场中运动且运动方向与磁场方向不在同一条直线上时,电荷 才受洛伦兹力作用。
温馨提醒如果电荷静止,或电荷运动方向与磁场方向一致
(或相反)时,磁场对电荷无示,在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中,当阴极 射线管不加磁场时,观察到电子束沿直线运动(如图甲),加上磁场后观察到 电子束发生了偏转(如图乙),并且改变磁场方向,偏转方向也改变,这说明了 什么?
提示:加上磁场后电子束发生了偏转,说明磁场对运动电荷有作用力 (洛伦兹力);磁场方向不同,偏转方向也不同,说明洛伦兹力的方向与磁场方 向有关。
向,也就是电流的方向。
三、电子束的磁偏转
1.概念:由于洛伦兹力的作用,电子束能在磁场中发生偏转,叫作磁偏转。 2.装置及现象:洛伦兹力演示仪是由一个球形电子射线管和一组线圈 组成的。在演示仪中可以观察到,没有磁场时,电子束是直进的;外加磁场后, 电子束的径迹变成圆形。影响其半径的因素有磁场的强弱和电子的速度。 3.应用:电视显像管应用了电子束磁偏转的原理。
答案:D
题后反思用左手定则判断洛伦兹力方向时,四指一定指向
电流方向,即带电粒子若带负电,则四指指向负电荷运动的反方向。
探究二 电子束的磁偏转及其应用 ●问题导引●
如图所示是显像管原理示意图,试思考讨论下列问题:
显像管原理示意图(俯视图)
(1)要使电子打在 A 点,偏转磁场应该沿什么方向? (2)要使电子打在 B 点,偏转磁场应该沿什么方向? (3)要使电子从 A 点向 B 点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化?
3.洛伦兹力的大小 电荷在磁场中受洛伦兹力的大小与电荷量 q、电荷运动速度 v 的大小、 磁场的磁感应强度 B 的大小、速度 v 与磁感应强度 B 方向的夹角都有关。 ①当 v=0 时,洛伦兹力 F 洛=0,即静止的电荷不受洛伦兹力。 ②当 v≠0,且 v∥B 时,洛伦兹力 F 洛=0,即运动方向与磁场方向平行时, 不受洛伦兹力。 ③当 v≠0,且 v⊥B 时,洛伦兹力 F 洛=qvB,即运动方向与磁场方向垂直 时,所受洛伦兹力最大。
5.洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹力
性质 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力
产生 磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的 条件 电荷不受洛伦兹力
方向
(1)方向由电荷的正负、磁场的方向以 及电荷的运动方向决定,方向之间的关 系遵循左手定则 (2)洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向 以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁 场方向不一定垂直)
偏转原理,所以将磁铁靠近正在播放节目的电视机时磁铁的磁场会影响电
子的运动使图像变形。
答案:洛伦兹力 外加磁场
题后反思电视机显像管在工作时既利用了磁场,又害怕外
来磁场的干扰。
的作用。显像管通过控制电子束打在荧光屏上的位置来构成画面。为了让
显示器有清晰的图像,显像管的设计、生产及使用都应注意防止
对
成像的干扰。
解析:电子枪产生高能电子束,通电线圈提供磁场。电子束穿过磁场时,
受到洛伦兹力作用,径迹发生偏转,显像管通过通电线圈产生的磁场控制电
子束打在荧光屏上的位置来构成画面。由于电视机显像管应用了电子束的
磁场对运动电荷的作用
一、洛伦兹力
1.概念:磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。 2.与安培力的关系:通电导线受到的安培力,是导线中定向运动的电荷 所受洛伦兹力的宏观表现。
思考洛伦兹力与安培力是同种性质的力吗?
提示:是同种性质的力(安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安 培力的微观形式)。
二、洛伦兹力的方向