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五、带电粒子在磁场中运动

五、带电粒子在磁场中运动. 磁场对运动电荷的作用. 和风中 学. 张 琦. 课件制作： 授课人：洪波. 2014年10月5日. 2014年10月5日. 如图，接通电源，导线将如何运动？. 安培力　磁场对电流的作用力. 判断方法： 左手定则. F. B. I. 如图， 接通 电源，导线才会运动！. 安培力　磁场对电流的作用力. 思考： 电源接通与否，导体棒有何本质的不同？. （ 1 ） 接通→ 有电流→ 有定向移动的电荷→有安培力 （ 2 ）未接通→ 无电流→ 无定向移动的电荷→ 无 安培力. 猜测： 磁场对运动电荷有无力的作用？.

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五、带电粒子在磁场中运动

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Presentation Transcript

  1. 五、带电粒子在磁场中运动 磁场对运动电荷的作用 和风中 学 张 琦 课件制作： 授课人：洪波 2014年10月5日 2014年10月5日

  2. 如图，接通电源，导线将如何运动？ 安培力　磁场对电流的作用力 判断方法： 左手定则

  3. F B I

  4. 如图，接通电源，导线才会运动！ 安培力　磁场对电流的作用力

  5. 思考：电源接通与否，导体棒有何本质的不同？思考：电源接通与否，导体棒有何本质的不同？ （1）接通→ 有电流→ 有定向移动的电荷→有安培力（2）未接通→ 无电流→ 无定向移动的电荷→无安培力

  6. 猜测：磁场对运动电荷有无力的作用？ （有） 请同学们用实验验证！

  7. 怎样获得磁场？

  8. 怎能获得运动电荷？

  9. 实验验证： （1）方法： （2）现象： （3）结论：

  10. 归纳： 电子射线管放在蹄形磁铁两极之间，电子束运动的径迹发生了弯曲，这说明运动电荷在磁场中受到了力的作用，我们把这个力叫做洛仑兹力。

  11. 讨论：安培力与运动电荷所受的洛仑兹力有何关系？讨论：安培力与运动电荷所受的洛仑兹力有何关系？ （安培力是洛仑兹力的宏观表现，或者说导体内大量运动电荷所受洛仑兹力的合力就是导体所受的安培力。）

  12. 设：在一匀强磁场中垂直于磁场方向放入一段长L的 通电导线，横截面积为S，单位体积中含有自由电荷数n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v。 根据安培力是洛仑兹力的合力推导洛仑兹力的表达式： nLS 1、该段导线内的总电荷数 N= 2、该段导线内的总电量 Q= qnLS 3、设左端电荷从右端流出用的时间为t，则 L、v、t间关系 L= v t qnLS/t=qnvS 4、时间t内通过该段导线的电流 I= Q/t = 5、设该导线处在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流与B的方向垂直，则该导线受的安培力 F= BIL=BqnvSL BqvnSL/(nLS)=qvB 6、每个运动电荷受力f = F/N =

  13. 洛仑兹力的大小：f = qvB（前提是v和B相互垂直） 问：运动电荷在磁场中一定受力吗？（类比安培力分析） 答：不一定。运动方向和磁场方向平行时不受力。

  14. 探究洛仑兹力的方向： （1）与哪些方向有关？ （2）相互间的关系？ （3）符合什么规律？

  15. 洛伦兹力的方向 “＋”为v方向 “－“为v的反向 F B 既垂直于B又垂直于V 判断方法：左手定则 　　用左手定则判断时必须让磁感线穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，此时拇指所指的方向才是洛仑兹力的方向。　 若带电粒子所带电性为正，四指指向就是带电粒子运动方向；　 　　若带电粒子电性为负，四指指向粒子运动的相反方向

  16. 实验验证：阴极射线的偏转

  17. 课堂练习 试判断下图中运动电荷受到的洛仑兹力的方向。 向外 向里 向上 向上 向上 斜向下

  18. 问： 运动电荷在大范围的匀强磁场中会如何运动？ 答案：会做匀速圆周运动。 （请观察实验）

  19. 洛伦兹力在科技中的应用主要有: 质谱仪， 磁流体发电， 速度选择器， 回旋加速器， 磁偏转和磁聚焦（电视显象管） ……

  20. 小结： （1）运动电荷在磁场中受到力的作用：洛仑兹力。 （2）安培力是洛仑兹力的宏观表现。 （3）洛仑兹力的方向：左手定则。 （4）洛仑兹力的大小： ： f＝qvB

  21. 作业 P103-104 1、2题

  22. 谢 谢

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