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(共23張PPT)
1.2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力
我們知道，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力；我們還知道，帶電粒子的定向移動(dòng)形成了電流。那么，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力嗎？如果有，力的方向和大小又是怎樣的呢？
陰極射線管——觀察電子束運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置
陽極
電子束
狹縫
熒光屏
陰極
陰極
陽極
觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)
現(xiàn)象：
在沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。
結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力——洛倫茲力。
1、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力。
F
v
F
v
一、洛倫茲力的方向
B
v
F洛
洛倫茲力垂直于B，垂直于v，即垂直于B和v所決定的平面。
實(shí)驗(yàn)表明：運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向，與運(yùn)動(dòng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直。
可用什么簡(jiǎn)潔的方法體現(xiàn)這三者方向關(guān)系呢？
2.左手定則：
伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指 ，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；
讓磁感線從 垂直進(jìn)入，并使 指向 運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)
所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。
垂直
掌心
四指
正電荷
拇指
說明：①對(duì)于負(fù)電荷，四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向。
②洛倫茲力的方向總是與電荷運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷速度方向和磁場(chǎng)方向所決定的平面。
F、B、v三個(gè)量的方向關(guān)系是：F⊥B，F(xiàn)⊥v，但B與v不一定垂直。
③洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運(yùn)動(dòng)方向，不改變電荷的速度大小。
B
v
F洛
B
v
F洛
洛倫茲力與安培力有哪些聯(lián)系和區(qū)別？
(1)聯(lián)系：安培力是通電導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。
(2)區(qū)別：洛倫茲力對(duì)帶電粒子恒不做功，但安培力卻可以對(duì)通電導(dǎo)體做功。
1.(多選)(2023·河南周口高二開學(xué)考試)下列圖中關(guān)于各帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子電性的判斷正確的是（ ）
CD
2.(2023·安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)校考階段練習(xí))初速度為v0的電子，沿平行于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子初速度方向如圖，則（ ）
A.電子將向左偏轉(zhuǎn)
B.電子將向右偏轉(zhuǎn)
C.電子將向里偏轉(zhuǎn)
D.電子將向外偏轉(zhuǎn)
B
導(dǎo)線中的電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，導(dǎo)線中電荷運(yùn)動(dòng)的方向也與磁場(chǎng)的方向垂直。既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么如何由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式？
二、洛倫茲力的大小
1.當(dāng)v⊥B，F(xiàn)＝ ，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)，洛倫茲力最大.
2.當(dāng)v∥B，F(xiàn)＝ ，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行時(shí)，不受洛倫茲力.
3.當(dāng)v與B成θ角時(shí)，F(xiàn)＝ .
[梳理與總結(jié)]
qvB
0
qvBsin θ
v
B//
B
v
v//
┴
┴
3.如圖所示，各圖中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小F，并指出洛倫茲力的方向。
洛倫茲力的方向與粒子的運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因受到洛倫茲力的作用，就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。顯像管電視機(jī)中就應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。
三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)
如圖所示為顯像管原理示意圖，從圖中可以看出，沒有磁場(chǎng)時(shí)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)。為使電子束偏轉(zhuǎn)，由安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
(1)如果要使電子束在水平方向偏離中心，打在
熒光屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？
(2)如果要使電子束打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？
垂直紙面向里
垂直紙面向外
三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)
(3)如果要使電子束在熒光屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？
先垂直紙面向里并逐漸減小至零，后垂直紙面向外并逐漸增大
三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)
1.構(gòu)造：電視顯像管主要由 、 和 三部分組成.
2.原理：電子顯像管應(yīng)用了電子束 的原理.
3.掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在 ，使得電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)不斷移動(dòng).電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫作一場(chǎng)，電視機(jī)中的顯像管每秒要進(jìn)行
場(chǎng)掃描.
[梳理與總結(jié)]
電子槍
偏轉(zhuǎn)線圈
熒光屏
磁偏轉(zhuǎn)
不斷變化
50
4.(2023·廣東清遠(yuǎn)高二統(tǒng)考期末)如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將（ ）
A.向下偏轉(zhuǎn)　　　B.向上偏轉(zhuǎn)
C.向紙外偏轉(zhuǎn)　　D.向紙里偏轉(zhuǎn)
A
洛倫茲力
性質(zhì)
產(chǎn)生 條件
方向
大小
做功 情況
洛倫茲力與電場(chǎng)力比較
磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷有作用力
v≠0，且v不與B平行
左手定則
F⊥Bv平面
F洛 = qvBsin θ
一定不做功
電場(chǎng)力
電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力
無
正電荷受力方向與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反
F＝qE
可能做正功，可能做負(fù)功，也可能不做功
5.(多選)(2023·廣東惠州高二統(tǒng)考期中)如圖所示，質(zhì)量為m的帶電絕緣小球(可視為質(zhì)點(diǎn))用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，在懸點(diǎn)O下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)把小球拉離平衡位置后從A點(diǎn)由靜止釋放，則下列說法中正確的是（ ）
A.小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，速度大小相等
B.小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力相等
C.小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，加速度相同
D.小球從A至D過程中，小球機(jī)械能守恒
ACD
6.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面間的夾角為α，一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ(1)圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)
的速度為多大？
(2)圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？
洛倫茲力的方向
帶電體在洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)
左手定則
洛倫茲力的大小
電子束的磁偏轉(zhuǎn)
F=qvB(v⊥B)
F=0(v∥B)
F=qvBsinθ(v 與B 成θ角)
磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力

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