《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》寧童上課.ppt

2.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用,知識(shí)回顧,判斷下列圖中安培力的方向,若已知上圖中：B=4.010-2T，導(dǎo)線長(zhǎng)L=10cm，I=1A。求：通電導(dǎo)線所受的安培力大??？,電流是如何形成的？,思考,電流是電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成的，而磁場(chǎng)對(duì)電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會(huì)想到了什么？,磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。,實(shí)驗(yàn)：用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在真空玻璃管內(nèi)安裝一個(gè)陰極、一個(gè)陽(yáng)極.陰極接高電壓的負(fù)極、陽(yáng)極接正極.陰極能夠發(fā)射電子,電子束在兩極之間的電場(chǎng)力的作用下從陰極飛向陽(yáng)極.這個(gè)管子叫做電子射線管.為了顯示電子束運(yùn)動(dòng)的情況,管內(nèi)裝有長(zhǎng)條形的熒光屏,屏上的物質(zhì)受到電子的撞擊時(shí)能夠發(fā)光。,當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場(chǎng)時(shí)，,電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線,當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場(chǎng)時(shí)，,電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線,磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,結(jié)論,一、洛倫茲力,1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,這個(gè)力叫做洛侖茲力.,2.洛倫茲力與安培力的關(guān)系：,安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。,洛倫茲（18531928）,洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。,猜想：能不能用左手定則來(lái)判定推理：我們?cè)?jīng)用左手定則判定安培力的方向大量定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向驗(yàn)證：嘗試不同方向的磁場(chǎng)對(duì)電子束的不同影響，判斷運(yùn)動(dòng)的電子束在各種方向的磁場(chǎng)中的受力方向,洛侖茲力F洛的方向如何確定？,思考,3、洛倫茲力的方向-左手定則,1、伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。,2、如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)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。,洛倫茲力的方向,下圖中電子束的偏轉(zhuǎn)方向畫的方向正確嗎？,課堂練習(xí):1.判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.,F垂直紙面向里,F垂直紙面向外,洛侖茲力有什么特點(diǎn)呢？,f,f,-q,洛侖茲力F的方向總跟運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向垂直。,洛侖茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度的大小。,洛侖茲力對(duì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷不做功。,思考,如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，初速度跟磁場(chǎng)方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下將做什么運(yùn)動(dòng)？,思考,電子束的磁偏轉(zhuǎn),圖2.4-2洛倫茲力演示儀,下圖實(shí)驗(yàn)裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過(guò)改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過(guò)改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。,在演示儀中可以觀察到，沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，電子束是直進(jìn)的，外加磁場(chǎng)后，電子束的徑跡變成圓形。磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。,電子束的磁偏轉(zhuǎn),顯像管的工作原理,1、電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？,思考與討論,2、在圖2.43中，如圖所示（1）要是電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？（2）要是電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？（3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？,3、電子打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn)，為什么整個(gè)熒光屏都能發(fā)光能？,科學(xué)漫步,科學(xué)足跡,【例1】如圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是,例2、來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將_A豎直向下沿直線射向地面B相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn),【例3】一個(gè)長(zhǎng)螺線管中通有電流，把一個(gè)帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計(jì)重力影響），粒子將在管中A做圓周運(yùn)動(dòng)B沿軸線來(lái)回運(yùn)動(dòng)C做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D做勻速直線運(yùn)動(dòng),課外作業(yè),1答：由現(xiàn)象知這束射線含有不同的粒子。其中向左的射線為帶正電的粒子組成；中間的射線為不帶電粒子組成；向右的射線為帶負(fù)電的粒子組成。,2答：甲豎直向上；乙豎直向下；丙垂直紙面向外；丁垂直紙面向里。,課外作業(yè),