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1、六六、磁磁场场对对运运动动电电荷荷的的作作用用运动电荷在磁场中会受到作用力吗？运动电荷在磁场中会受到作用力吗？I推理与猜想推理与猜想推理与猜想推理与猜想一、磁场对运动电荷存在作用力一、磁场对运动电荷存在作用力 玻璃管已经抽成真空，当左右两个电极按图示的玻璃管已经抽成真空，当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电极性连接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾斜向轴线，电子
2、束掠射到荧光板上，板在阳极端稍稍倾斜向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。显示出电子束的径迹。1、实验表明：、实验表明：v阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力v洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力 二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向 推推理理：左左手手定定则则判判断断安安培培力力方方向向，大大量量定定向向移移动动电电荷荷所所受受洛洛伦伦兹兹力力宏宏观观表表现现为为安安培培力力，因因此此，可可以以用用左左手手定定则则判判定定洛洛伦伦兹兹力力的方向的方向课堂练习课堂练习:1.1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹判断下列粒子刚进入
3、磁场时所受的洛伦兹力的方向力的方向.-qv甲甲f-qv丙丙f垂直纸面向里垂直纸面向里+qv乙乙f+qv丁丁f垂直纸面向外垂直纸面向外三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小 1 1推导推导设设有有一一段段长长度度为为L L，横横截截面面积积为为S S的的导导线线，导导线线单单位位体体积积内内含含有有的的自自由由电电荷荷数数为为n n，每每个个自自由由电电荷荷的的电电荷荷量量为为q q，定定向向移移动动速速率率为为这这段段通通电电导导线线垂垂直直磁磁场场方方向向放放入入磁磁感感应应强强度度为为B B的的磁磁场场中中所所受受的的安安培培力力1.定义：定义：当电荷在垂直于磁场的方向上运动当电荷在垂直于磁
4、场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力时，磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电等于电荷量荷量q、速率速率v、磁感应强度磁感应强度B三者的乘三者的乘积。积。F=Bqv洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小适用于适用于v B的情况的情况2 若若V B 则则F=0四、洛伦兹力的特点四、洛伦兹力的特点 1 1洛洛伦伦兹兹力力的的方方向向既既垂垂直直于于磁磁场场，又又垂垂直直于于速度，即垂直于速度，即垂直于v和和B所组成的平面所组成的平面2 2洛洛伦伦兹兹力力对对电电荷荷不不做做功功，只只改改变变速速度度的的方方向，不改变速度的大小向，不改变速度的大小洛伦兹力的作用洛伦兹力的作用从太阳或其他星体上，时刻都有大量的
5、高能粒 子流放出，称为宇宙射 线。这些高能粒子流，如果都到达地球，将对 地球上的生物带来危害。庆幸的是，地球周围存在地磁场，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为有一种能量被称为“太阳风太阳风”。这是一束可以。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏磁场使该颗粒流偏向地磁极下落向地磁极
6、下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。称之为北极光。人类首次拍到南北极光人类首次拍到南北极光“同放光彩同放光彩”奇奇景景+以正电荷为例以正电荷为例五、电视显像管的工作原理五、电视显像管的工作原理练习题练习题:试判断下图中所示的带电的运动粒子试判断下图中所示的带电的运动粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向。在磁场中所受的洛伦兹力的方向。F FF FF F(垂直纸面向外垂直纸面向外)(垂直纸面向外垂直纸面向外)