运动电荷在磁场中受到的力 课件

运动电荷在磁场中受到的力
一、洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力的定义 运__动__电__荷__在磁场中所受的作用力。 2．洛伦兹力的方向 (1)实验观察——阴极射线在磁场中的偏转。 ①没有磁场时电子束是一条 直线 。
②将一蹄形磁铁跨放在阴极射线管外面，电子流运动轨迹 发生 弯曲 。
(2)洛伦兹力方向的判断： 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。负电荷受力的方向与 正电荷受力的方向 相反 。
洛伦兹力的大小
1．洛伦兹力与安培力的区别和联系
区别
联系
①洛伦兹力是指单个运动
电荷所受到的磁场力，而 安培力是指电流(即大量定 向移动的电荷)所受到的磁 场力
②洛伦兹力永不做功，而 安培力可以做功
①安培力是洛伦兹力的宏观表 现，洛伦兹力是安培力的微观 解释
②大小关系：F安＝NF洛(N是 导体中定向运动的电荷数) ③方向关系：洛伦兹力与安培 力的方向特点一致，均可用左 手定则进行判断
1．构造：如图 3-5-1 所示，由电子枪、 _偏__转__线__圈__和荧光屏组成。
2．原理
(1)电子枪 发射电子 。 (2)电子束在磁场中偏转 。
图 3-5-1
(3)荧光屏被电子束撞击发光。
3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场， 其方向、强弱都在 不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点
2．F、B、v 三者方向间关系 电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不 确定的。电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，F⊥B， F⊥v，即 F 垂直于 B 和 v 所决定的平面。 3．特点 洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎 样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功， 它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。
C 均正确。 答案：BC
2．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁
场，两粒子质量之比为 1∶4，电量之比为 1∶2，则两带电粒
子受洛伦兹力之比为
()
从上向下、从左向右不断移动。
4．偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由 两对线圈 产生的。
洛伦兹力的方向
1．决定洛伦兹力方向的因素有三个 电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向。当 电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一 个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素 相反，则洛伦兹力方向将不变。
2．洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力
电场力
产生wk.baidu.com条件
电荷必须运动且速度方向 带电粒子只要处在电
与B不平行时，电荷才受 场中就受到电场力
到洛伦兹力
大小 F＝qvBsinθ，F⊥B，F⊥v，F＝qE，F的方向与E
方向 用左手定则判断
同向或反向
特点
洛伦兹力永不做功
电场力可以做功
相同点
反映了电场和磁场都具有力的性质
球上的生物有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线
粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )
A．向东偏转
B．向南偏转
C．向西偏转
D．向北偏转
解析：赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线
粒子竖直向下运动时，根据左手定则可以确定，它受到水平
向东的洛伦兹力，故它向东偏转。A 正确。 答案：A
1．(多选)一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，
那么
()
A．这个空间一定没有磁场
B．这个空间不一定没有磁场
C．这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场
D．这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场 解析：运动电荷在某空间没有受到洛伦兹力，可能此空间
无磁场存在，也可能电荷运动方向与磁场方向平行，故 B、
[答案] C
洛伦兹力作用下的变加速运动问题 (1)注意受力情况和运动情况的分析。带电物体在磁场 中速度变化时洛伦兹力的大小随之变化，并进一步导致压 力、摩擦力的变化，物体在变力作用下将做变加速运动。 (2)注意临界状态的分析。当摩擦力与引起物体运动的 外力平衡时，物体将处于平衡状态；当洛伦兹力增大使物体 与接触面的压力为零时，物体将要离开接触面。
D．B 很大时，滑块可能静止于斜面上
[思路点拨] (1)滑块与斜面之间存在滑动摩擦力。 (2)洛伦兹力的方向可由左手定则判断。 (3)洛伦兹力随滑块速度的增大而增大。
[解析] 根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛 伦兹力，C 对。随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化， 它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变 化，A 错。B 越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦 力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时 的动能就越小，B 错。由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下 滑，故 B 再大，滑块也不可能静止在斜面上，D 错。
3．洛伦兹力的大小 (1)电荷量为 q 的粒子以速度 v 运动时，如果速度方向与 磁感应强度方向 垂直 ，则 F＝ qvB 。 (2)当电荷运动方向与 磁场 的方向夹角为 θ 时，F＝ _q_v_B_s_i_n_θ__。 (3)当电荷沿磁场方向运动(即 θ＝0 或 v∥B)时，F＝ 0 。
二、电视显像管的工作原理
1．如图所示的磁感应强度 B、电荷的运动速度 v 和磁场对电
荷的作用力 F 的相互关系图中，画得正确的是(其中 B、F、
v 两两垂直)
()
解析：由于 B、F、v 两两垂直，根据左手定则得：A、B、 D 选项中受洛伦兹力都与图示 F 的方向相反，故 A、B、 D 错误，C 正确。 答案：C
2．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线 中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地
[典例] 如图 3-5-3 所示，表面粗糙的
斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面
向外、强度为 B 的匀强磁场中。质量为 m、
带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止
图 3-5-3
下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是
()
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与 B 的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下