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第一章 安培力与洛伦兹力
1.2磁场对运动电荷的作用力
问题
新课引入
我们知道，磁场对通电导线有作用力；我们还知道，带电粒子的定向移动形成了电流。那么，磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？
一、洛伦兹力的方向
知识回顾
2、判断下列图中安培力的方向：
F
F
方向：
安培力:
1、磁场对通电导线的作用力
θ为B和I
之间的夹角
大小：
左手定则
2、判断下列图中安培力的方向：
一、洛伦兹力的方向
磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？
磁场可能对运动电荷有力的作用。
导体中的电流是由电荷的定向移动产生的:I=nqsv
3.电流是如何形成的？
知识回顾
一、洛伦兹力的方向
观察阴极射线在磁场中的偏转
如图所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。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。
【演示实验】
一、洛伦兹力的方向
一、洛伦兹力的方向
一、洛伦兹力的方向
F
v
F
v
一、洛伦兹力的方向
1、没磁场，沿直线运动
2、电子流在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生弯曲
3、当磁场的方向发生变化时，电子流的弯曲方向也发生了改变
及电荷的运动方向有关。
从阴极发射出来的电子，在阴阳两极间的高压作用下，使其加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。
阴极射线管的原理：
实验观察到的现象：
一、洛伦兹力的方向
1、磁场对运动电荷有力的作用
2、磁场对运动电荷力的方向与磁场的方向
结论：
（1）定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力
（2）安培力与洛伦兹力的关系
安培力
洛仑兹力
磁场对电流的作用
磁场对运动电荷的作用
因
果
微观原因
宏观表现
1.洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质
一、洛伦兹力的方向
2.洛伦兹力方向
左手定则
伸开左手，使拇指和其余四指垂直，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或负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是该电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
一、洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电方荷的运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即：F洛⊥Bv平面。
伸开左手：
磁感线——垂直穿入手心
四指——
大拇指——所受洛伦兹力的方向
①指向正电荷的运动方向
②指向负电荷运动的反向
说明
v
F
v
F
二、洛伦兹力的大小
安培力
洛伦兹力
I
FA
v
F洛
F洛
F洛
F洛
F洛
F洛
宏观
微观
FA=N·F洛
安培力是洛伦兹力的宏观表现:大量运动电荷受力
洛伦兹力是安培力的微观本质:一个运动电荷受力
二、洛伦兹力的大小
探究洛伦兹力大小的表达式：
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。
二、洛伦兹力的大小
F洛 =qvB
导线中的电流 I=nqsv
所受到的安培力 FA=BIL=BnqsvL
运动电荷的总数 N=nsL
单个运动电荷所受到的作用力 即
探究洛伦兹力大小的表达式：
二、洛伦兹力的大小
V
若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？
B1
B2
问题
二、洛伦兹力的大小
总结
（1）当v//B时：
（2）当 v⊥B时：
F洛=qvB
F洛=0
（3）当v既不∥B，又不⊥于B时：
（分解B或v）
F洛=qvBsinθ
二、洛伦兹力的大小
洛伦兹力和电场力的比较：
比较项目 洛伦兹力F 电场力F
性　　质
产生条件
大　　小
磁场对在其中运动电荷的作用力
v≠ 0且v不与B平行
电场中的电荷一定受到电场力作用
F ＝qvB(v⊥B)
F ＝qE
力方向与场 方向的关系
做功情况
力F为零时 场的情况
作用效果
一定是F⊥B，F⊥v
正电荷与电场方向相同，负电荷与电场方向相反
任何情况下都不做功
可能做正功、负功或不做功
F为零，B不一定为零
F为零，E一定为零
只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小
既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向
三、电子束的磁偏转
洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时，粒子受到洛伦兹力的作用，从而发生偏转。
1. 内容：
2.应用：电视显像管
显像管
（1）主要构造:
电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏组成
三、电子束的磁偏转
2.应用：电视显像管
（1）要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向
（2）要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向
垂直纸面向外
垂直纸面向里
（3）要使电子从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？
先垂直纸面向外并逐渐减小,后垂直纸面向里并逐渐增大.
三、电子束的磁偏转
(1)电子枪发射电子．
(2)电子束在磁场中偏转．
(3)荧光屏被电子束撞击时发光．
2．原理：
3．在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动．
三、电子束的磁偏转
课堂小结
安培力的方向
安培力的大小：
通电导线在磁场中受到的力
应用：磁电式电流表
判定方法：左手定则
特点：总垂直于B和I 确定的平面
构造：
原理：
F=ILBsinθ
通电线圈受安培力作用而转动
极靴
线圈
典例探究
v
F
v
F
B
v
B
B
B
v
甲
乙
丙
丁
【例1】试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
F垂直于
纸面向外
F垂直于
纸面向外
典例探究
【例2】阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上出现如图所示的一条亮线。要使该亮线向z轴正方向偏转，可加上沿(　　)
A　z轴正方向的磁场　　　
B　y轴负方向的磁场
C　x轴正方向的磁场
D　y轴正方向的磁场
【解析】若加一沿z轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴正方向，亮线向y轴正方向偏转，故A错误；若加一沿y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴正方向，亮线向上偏转，故B正确；若加一沿x轴正方向的磁场，电子束不偏转，故C错误；若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，故D错误。
B
典例探究
【例3】(多选)如图所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，使其两端分别带上等量同种正电荷Q1、Q2，杆上套着一带正电小球，整个装置处在一个匀强磁场中，磁感应强度方向垂直纸面向里，将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到左的运动过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．小球受到的洛伦兹力大小变化，但方向不变
B．小球受到的洛伦兹力将不断增大
C．小球的加速度先减小后增大
D．小球的电势能一直减小
AC
典例探究
共筑孩子成才路主题家长会
谢谢聆听
演示完毕感谢您的观看

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