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1、5 5 运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力NS“太阳粒子太阳粒子”受到了什么力的受到了什么力的作用，这种力的方向和大小是作用，这种力的方向和大小是怎样的？怎样的？1.1.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向力的方向. .（重点、难点）（重点、难点）2.2.会推导洛伦兹力的公式，掌握洛伦兹力大小的计会推导洛伦兹力的公式，掌握洛伦兹力大小的计算方法算方法. .（重点）（重点）3.3.了解电视显像管的工作原理了解电视显像管的工作原理. . I【探究【探究1 1：洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向】推理与猜想：推理与猜想：磁场对运动电荷
2、会有作用力吗？磁场对运动电荷会有作用力吗？电子流的偏转说明了什么？电子流的偏转说明了什么？电子流偏转方向的改变说明了什么？电子流偏转方向的改变说明了什么？思考思考电子流受到磁场的作用力，该力的电子流受到磁场的作用力，该力的方向与磁场方向有关方向与磁场方向有关. .1.1.定义：运动电荷在磁场中受到定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力的力称为洛伦兹力2.2.洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系：安培力安培力洛伦兹力洛伦兹力磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用因因果果微观原因微观原因宏观表现宏观表现3.3.洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向-左手定则左
3、手定则v(1)(1)伸开左手，使拇指和其余四指垂直伸开左手，使拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，让磁感线穿入掌心，且处于同一平面内，让磁感线穿入掌心，使四指指向使四指指向正电荷正电荷运动的方向，这时拇运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷所受洛指所指的方向就是运动的正电荷所受洛伦兹力的方向伦兹力的方向. .(2)(2)负电荷受力的方向与正电荷受力的负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反方向相反. .FFv大拇指跟四指大拇指跟四指垂直共面垂直共面磁感线穿过磁感线穿过掌心掌心四指四指: :正电荷正电荷的运动方向的运动方向( (负电荷运动负电荷运动的反方向）拇指的反方向）拇指: :洛伦兹力
4、方向洛伦兹力方向v1v2+4.4.洛伦兹力洛伦兹力F F与与v v、B B三者之间的方向关系三者之间的方向关系+F F既与既与B B垂直又与垂直又与v v垂直，即垂直于垂直，即垂直于B B和和v v所确定的平面，所确定的平面，但但B B与与v v不一定垂直不一定垂直. .【实验验证【实验验证】q竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上垂直纸面向里垂直纸面向里 垂直纸面向外垂直纸面向外判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 【学以致用【学以致用】探究探究2 2：洛伦兹力的表达式：洛伦兹力的表达式设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直
5、导线，单位体积的直导线，单位体积内的自由电荷数为内的自由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为v.v.这段通电导线垂直磁这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为场方向放入磁感应强度为B B的匀强磁场中，求的匀强磁场中，求（1 1）电流强度）电流强度I.I.（2 2）通电导线所受的安培力）通电导线所受的安培力. .（3 3）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由电荷数. .（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力. .F解：解：(1)(1)通电导线中的电流通电导线中的电流(2)(2)通电导线所受的安
6、培力通电导线所受的安培力(3)(3)这段导线内的自由电荷数这段导线内的自由电荷数(4)(4)每个电荷所受的洛伦兹力每个电荷所受的洛伦兹力qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLN nqvSI LnqvSBBILF)(安单位：单位：F(N)F(N)，q(Cq(C) )，v(m/sv(m/s), ), B(T)B(T)Ivvvv( (适用条件：速度方适用条件：速度方向与磁场方向垂直向与磁场方向垂直) )V【想一想【想一想】若此电子的运动方向与磁场不垂直，则电若此电子的运动方向与磁场不垂直，则电子受所受洛伦兹力的大小又是怎样的呢？子受所受洛伦兹力的大小又是怎样的呢？sin(FBqvBv 为 与
7、的夹角）B1B2B【思考讨论【思考讨论】根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子的速度有什么影响？洛你推测：洛伦兹力对带电粒子的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？伦兹力对带电粒子做的功是多少？2 2方向方向洛伦兹力的方向总是垂直于洛伦兹力的方向总是垂直于B B和和v v确定的平面确定的平面洛伦兹力的一个重要特点就是对带电粒子不做功，洛伦兹力的一个重要特点就是对带电粒子不做功，即它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小即它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小对洛伦兹力的理解对洛伦兹力的理解1.1.大小大
8、小只有运动只有运动(v(v0)0)的电荷才受洛伦兹力，静止电荷的电荷才受洛伦兹力，静止电荷(v=0)(v=0)不不受洛伦兹力。电荷垂直磁场受洛伦兹力。电荷垂直磁场( (v vBB) )运动时，洛伦兹力最运动时，洛伦兹力最大，平行磁场大，平行磁场( (v vBB) )运动时不受洛伦兹力运动时不受洛伦兹力. .【探究归纳【探究归纳】主要构造主要构造: :电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等探究探究3 3：电视显像管的工作原理：电视显像管的工作原理显像管显像管【思考与讨论【思考与讨论】（1 1）要使电子打在）要使电子打在A A点点, ,偏转磁场应该沿什么方向偏转磁场应
9、该沿什么方向? ?（2 2）要使电子打在）要使电子打在B B点点, ,偏转磁场应该沿什么方向偏转磁场应该沿什么方向? ?垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向里垂直纸面向里（3 3）要使电子从）要使电子从A A点向点向B B点逐渐移动点逐渐移动, ,偏转磁场应该怎偏转磁场应该怎样变化？样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小先垂直纸面向外并逐渐减小, ,后垂直纸面向里并逐渐后垂直纸面向里并逐渐增大增大. .【探究归纳【探究归纳】电视显像管应用了电视显像管应用了电子束磁偏转电子束磁偏转的原理的原理. .一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏转线圈中磁场的
10、偏转就可以使整个荧光屏发光转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光. .显像管工作原理示意图显像管工作原理示意图洛伦兹力的其他应用：磁流体发电机洛伦兹力的其他应用：磁流体发电机磁流体发电机磁流体发电机洛伦兹力洛伦兹力方向方向大小大小应用应用判断方法：判断方法：特点：特点：大小公式：大小公式：公式推导公式推导电视机显像管的原理：电视机显像管的原理：左手定则左手定则总垂直于总垂直于B B、v v确定的平面确定的平面sin(FBqvBv 为与 的夹角）电子束的磁偏转电子束的磁偏转1.1.试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向和试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向和带电粒子的电性带电粒子的电
11、性. .vFFvvF所受洛伦兹力垂所受洛伦兹力垂直于纸面向外直于纸面向外v2.2.电子以初速度电子以初速度v v垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为B B的匀强磁场的匀强磁场中中, ,则则( )( )A.A.磁场对电子的作用力始终不变磁场对电子的作用力始终不变B.B.磁场对电子的作用力始终不做功磁场对电子的作用力始终不做功C.C.电子的速度始终不变电子的速度始终不变D.D.电子的动能始终不变电子的动能始终不变BDBD3.3.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向来自宇宙的质子流，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赤道上空的某一点，则这些质子在进入
12、地球周围的空间时，将间时，将( )( )A A竖直向下沿直线射向地面竖直向下沿直线射向地面B B相对于预定点稍向东偏转相对于预定点稍向东偏转C C相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏转D D相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转B Bv4.4.一初速度为零的质子（质量一初速度为零的质子（质量m=1.67m=1.671010-27-27kgkg，电，电荷量荷量q=1.6q=1.61010-19-19C C）经过电压）经过电压3340V3340V的电场加速后，的电场加速后，垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为5.05.01010-4-4T T的匀强磁场中，的匀强磁场中，质子所受到的
13、洛伦兹力是多大？质子所受到的洛伦兹力是多大？解：由动能定理：解：由动能定理： 则质子所受洛伦兹力则质子所受洛伦兹力5.(20135.(2013安徽高考安徽高考) )图中图中a a，b b，c c，d d为四根与纸面垂直的为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心方形中心O O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是力的方向是( )( )A A向上向上 B B向下向下 C C向左向左 D D向右向右【解析】选【解析】选B.B.由右手定则可以判出由右手定则可以判出a a，b b，c c，d d四根在正方形中心四根在正方形中心O O处产生的磁感应处产生的磁感应强度如图所示：强度如图所示：四个磁感强度按矢量的平行四边形定则合成，四个磁感强度按矢量的平行四边形定则合成，可得合磁场为水平向左。由左手定则可得可得合磁场为水平向左。由左手定则可得洛伦兹力坚直向下，故洛伦兹力坚直向下，故B B项正确。项正确。B B即使最无足轻重的今天和昨天相比，也具有现实性这一优势.