1、-1-3.磁场对运动电荷的作用力-2-3.磁场对运动电荷的作用力 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 如图是传统电视机显像管的剖面图,你知道显像管是如何使荧光屏形成绚丽多彩图像的吗?1.知道什么是洛伦兹力.知道影响洛伦兹力方向的因素.2.会用左手定则判断有关带电粒子在磁场中的运动方向.3.了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用.-3-3.磁场对运动电荷的作用力 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 一、洛伦兹力磁
2、场对运动电荷的作用力1.定义:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.2.洛伦兹力与安培力的关系:磁场对通电导线有力的作用,称为安培力,是导线中定向运动的电荷受到的洛伦兹力的宏观表现.3.洛伦兹力的大小:与磁感应强度、电荷量及电荷运动速度大小和方向有关.4.洛伦兹力的方向遵守左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,且处于同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,四指指向正电荷运动的方向,那么,拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向;运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力方向与正电荷相反.-4-3.磁场对运动电荷的作用力 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点
3、SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 二、电子束在磁场中偏转的应用1.电视机显像管中电子束的偏转利用的就是运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用原理来工作的.2.显像管中有一个阴极,工作时它能发射电子,荧光屏被电子束撞击就能发光.-5-3.磁场对运动电荷的作用力 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究一洛伦兹力作用下电荷运动的三种情况(1)运动电荷的速度 v 与磁场 B 平行时:电荷不受力,做匀速直线运动.(2)运动电荷的速度 v 与磁场 B 垂直时:由于洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向
4、,所以只改变速度的方向,不改变速度的大小,所以将在磁场中做匀速圆周运动,即洛伦兹力提供向心力.(3)运动电荷的速度 v 与磁场 B 方向夹角为 时:把速度分解在垂直于磁场和平行于磁场的两个方向上,由上述(1)(2)可知,在这两个方向上分别做匀速圆周运动和匀速直线运动,其合运动为等速螺线运动.-6-3.磁场对运动电荷的作用力 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二【例题 1】带电为+q 的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是()A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把+q 改为-q,
5、且速度反向大小不变,则这一时刻洛伦兹力的大小、方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能不变-7-3.磁场对运动电荷的作用力 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 解析:洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关,如当粒子速度与磁场垂直时 F 最大,当粒子速度与磁场平行时 F=0,同时由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以 A 选项错.因为+q
6、改为-q 且速度反向时所形成的电流方向与原+q 运动形成的电流方向相同,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由 F 的影响因素知大小不变,所以 B 选项正确.因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以 C选项错.因为洛伦兹力总与速度垂直,因此洛伦兹力不做功,粒子的动能不变,所以 D 选项正确.答案:BD-8-3.磁场对运动电荷的作用力 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究二电子显像管显像管中有一个阴极,用低压电源加热时放出电子,经高电压加速后电子束打在荧光屏上,荧光屏就能发
7、光.但一细束电子打在荧光屏上只能使一个点发光,而实际上整个荧光屏都在发光,这是磁场作用于电子束使其偏转的结果.实际上,在偏转区的水平方向和竖直方向都加有偏转磁场,其方向、强弱都在不断变化,因此电子束打在荧光屏上的光点就不断来回移动(扫描).电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场,电视机中每秒要进行 50场扫描,所以我们感到整个荧光屏都在发光.使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫作偏转线圈.摄像管中的磁偏转与显像管相似.-9-3.磁场对运动电荷的作用力 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习【例题 2】如
8、图是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x 轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z 轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是()A.加一磁场,磁场方向沿 z 轴正方向B.加一磁场,磁场方向沿 y 轴正方向C.加一电场,电场方向沿 z 轴负方向D.加一电场,电场方向沿 y 轴正方向解析:加磁场时,由左手定则可判断磁场方向应沿 y轴正方向;加电场时,电场方向应沿 z 轴正方向.答案:B探究一 探究二-10-3.磁场对运动电荷的作用力 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2
9、3 41 关于安培力和洛伦兹力,下面的说法中正确的是()A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力B.安培力和洛伦兹力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力C.安培力和洛伦兹力,二者是等价的D.安培力对通电导体能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功解析:安培力是洛伦兹力的宏观表现,其本质都是磁场对运动电荷作用,所以A、C 错,B 对;洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向,所以不做功,而安培力却可以与运动方向不垂直,所以可以做功,D 对.答案:BD-11-3.磁场对运动电荷的作用力 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1
10、 2 3 42 关于带电粒子所受洛伦兹力 F 洛、磁感应强度 B 和粒子速度 v 三者方向之间的关系,下列说法正确的是()A.F 洛、B、v 三者必定均相互垂直B.F 洛必定垂直于 B、v,但 B 不一定垂直于 vC.B 必定垂直于 F 洛、v,但 F 洛不一定垂直于 vD.v 必定垂直于 F 洛、B,但 F 洛不一定垂直于 B解析:根据左手定则可知 F 洛永远垂直于 B 和 v 决定的平面.答案:B-12-3.磁场对运动电荷的作用力 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 43 来自宇宙的质子流,
11、以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将()A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地点,稍向东偏C.相对于预定地点,稍向西偏D.相对于预定地点,稍向北偏解析:地球表面地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电.根据左手定则可判定,质子自赤道上空向下的过程中受到洛伦兹力方向向东,因此向东偏,所以只有 B 对.答案:B-13-3.磁场对运动电荷的作用力 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 44 三个粒子 a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中,运动轨迹如图所示,其中 b 粒子做匀速直线运动,则 a 粒子带 电,c 粒子带 电.解析:做曲线运动的粒子受力总是指向圆弧内侧,由左手定则和粒子运动轨迹可知,a 带负电,c 带正电.答案:负 正