高二物理課件人教選修三 磁場對運(yùn)動電荷的作用力2

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歡迎進(jìn)入物理課堂 5 磁場對運(yùn)動電荷的作用力 第三章磁場 1 知道什么是洛倫茲力 2 利用左手定則判斷洛倫茲力的方向 3 知道洛倫茲力大小的推理過程 4 掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子 受洛倫茲力大小的計算 5 理解洛倫茲力對電荷不做功 6 了解電視機(jī)顯像管的工作原理 陰極射線管 演示 用陰極射線管研究磁場對運(yùn)動電荷的作用 電子射線管的原理 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)動軌跡 結(jié)果 一 洛倫茲力的方向 1 洛倫茲力 磁場對運(yùn)動電荷的作用力 2 方向判斷 左手定則 通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 左手定則 伸開左手 使大拇指跟其余四個手指垂直 并且都和手掌在一個平面內(nèi) 讓磁感線垂直穿入手心 并使伸開的四指指向正電荷運(yùn)動的方向 那么 大拇指所指的方向就是運(yùn)動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向 如果運(yùn)動的是負(fù)電荷 則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向 那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向 例題1 試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的方向 甲乙丙丁 1 洛侖茲力F一定和B V決定的平面垂直 2 洛侖茲力只改變速度的方向而不改變其大小 3 洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功 1 當(dāng)v平行于B時 2 當(dāng)v垂直于B時 F qvB F 0 推導(dǎo) 設(shè)有一段長度為L的通電導(dǎo)線 橫截面積為S 單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n 每個自由電荷的帶電量為q 定向移動的平均速率為V 二 洛倫茲力的大小 因為I nVSq 安培力F安 BIL可看作每個運(yùn)動電荷所受的洛倫茲力的合力 運(yùn)動電荷總數(shù)為nLS 所以 nLSF BnVSqL 洛侖茲力 F qVB V垂直B 公式F qVB中 q v B的含義 q 帶電粒子所帶電量的絕對值 v 帶電粒子運(yùn)動的速率 B 磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 當(dāng)V與B成 時 應(yīng)如何分析 F qVB是電荷的速度方向與B垂直得出的 若電荷q的速度與B不垂直 可對v進(jìn)行分解為垂直分量和平行量 代入垂直分量進(jìn)行計算 平行分量f 0 F qVBsin 例2 如圖所示 運(yùn)動電荷電量為q 2 10 8C 電性圖中標(biāo)明 運(yùn)動速度v 4 103m s 勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 0 5T 求電荷受到的洛侖茲力的大小和方向 例3 如圖所示 某一帶電粒子垂直射入一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場 并經(jīng)過P點 試判斷帶電粒子的電性 例4 當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管 若不計重力 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 2 電視顯像管的工作原理 學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容 思考并回答問題 電子束是怎樣實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的 問題1 要是電子打在A點 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向 問題2 要是電子打在B點 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向 問題3 要是電子打從A點向B點逐漸移動 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化 答 1 要是電子打在A點 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該垂直紙面向外 2 要是電子打在B點 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該垂直紙面向里 3 要是電子打從A點向B點逐漸移動 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該先垂直紙面向外并逐漸減小 然后垂直紙面向里并逐漸增大 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 學(xué)生閱讀教材 進(jìn)一步了解顯像管的工作過程 例5 如圖所示 勻強(qiáng)磁場方向水平向里 勻強(qiáng)電場方向豎直向下 有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域 則 A 若電子從右向左飛入 電子也沿直線運(yùn)動B 若電子從右向左飛入 電子將向上偏轉(zhuǎn)C 若電子從右向左飛入 電子將向下偏轉(zhuǎn)D 若電子從左向右飛入 電子也沿直線運(yùn)動 BD 小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了洛侖茲力的概念 左手定則和公式F qvB及其成立條件 作業(yè) 1 完成P98練習(xí)2 3 4 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全