运动电荷在磁场中受到的力 课件.pptx

　运动电荷在磁场中受到的力;一、阴极射线在磁场中的偏转 1.阴极射线:从阴极射线管的阴极射出的电子束。 2.实验现象:无磁场时电子束是一条直线,有磁场时偏转。 3.实验结论:说明磁场对运动的电子有磁场力的作用。 二、洛伦兹力的方向和大小 1.洛伦兹力的定义:运动电荷在磁场中受到的力。 2.与安培力的关系:通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。 3.洛伦兹力的方向——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。;4.洛伦兹力的大小:当速度方向和磁感应强度方向分别满足以下几种情况时,安培力的大小分别是 (1)当v与B成θ角时:F=qvBsin θ。? (2)当v⊥B时:F=qvB。 (3)当v∥B时:F=0。 三、电视显像管的工作原理 1.工作原理:电视显像管内应用了电子束磁偏转的原理。 2.扫描:电子束打在荧光屏上的位置在偏转磁场的控制下一行一行地不断移动。 3.偏转线圈:产生使电子束偏转的磁场的线圈。;(多选)以下说法中,正确的是(　　) A.电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力 B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D.洛伦兹力可改变运动电荷的速度 解析:当v等于0或v平行B时,洛伦兹力为零,选项A、B均错误;洛伦兹力总与运动方向垂直,对运动电荷不做功,不改变速度的大小,只改变速度的方向,选项C、D均正确。 答案:CD;探究一对洛伦兹力的理解? 电视显像管应用了电子束磁偏转的原理。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,如图所示。请同学思考:很细的一束电子打在荧光屏上将会得到怎样的图像?;1.洛伦兹力的理解 (1)洛伦兹力的方向 ①电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向是决定洛伦兹力方向的三个要素。 ②F、B、v三者方向间的关系:电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,二者关系是不确定的。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。;(2)洛伦兹力的大小 推???:如图所示,直导线长为L,电流为I,导线中运动电荷数为n,横截面积为S,每个电荷的电荷量为q,运动速度为v,则;2.洛伦兹力与安培力的比较 ;【例题1】 在如图所示的各图中,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向。 点拨:应用左手定则判断洛伦兹力方向,根据公式F=qv⊥B求洛伦兹力的大小。;;探究二洛伦兹力与静电力的比较? 正电荷放在处于磁场中的绝缘水平面上,如图所示,观察图片,思考: (1)未加磁场时电荷对水平面的压力多大? (2)加上如图所示的磁场后,欲使粒子对水平面的压力为零,则电荷该向哪移动?;1.洛伦兹力与静电力的比较 ;【例题2】 两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b,从同一高度自由落下,分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场,如图所示,然后再落到地面上。 (1)设两球运动所用的总时间分别为ta、tb,则(　　) A.ta=tb B.ta>tb C.ta<tb D.条件不足,无法比较 (2)小球落地时的动能Eka与Ekb相等吗?;解析:分析两球在竖直方向上的受力和运动情况。 (1)a球进入匀强电场后,始终受到水平向右的静电力F电=qE作用,这个力不会改变a在竖直方向运动的速度,故它下落的总时间ta与没有电场时自由下落的时间t0相同。b球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力作用,这个力只改变速度方向,会使速度方向向右发生偏转,;又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直,当速度方向变化时,洛伦兹力的方向也发生变化,不再沿水平方向。如图为小球b在磁场中某一位置时的受力情况,从图中可以看出洛伦兹力F洛的竖直分量F1会影响小球竖直方向的运动,使竖直下落的加速度减小(小于g),故其下落的时间tb大于没有磁场时小球自由下落的总时间t0。综上所述,ta<tb。(2)设两球运动的竖直高度为h,a球运动的水平位移为x,则对a球:Eka=mgh+qEx,对b球:Ekb=mgh。则Eka>Ekb。 答案:(1)C　(2)不相等;【例题3】 质量为m的小物块,电荷量为q,放在倾角为37°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向如图所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,物块开始离开斜面(设斜面足够长,重力加速度为g),求: (1)物块的带电性质; (2)物块离开斜面时的速度大小; (3)物块在斜面上滑行的最大距离; (4)小物块在斜面上做什么运动?在斜面上的