1、3.5 运动电荷在磁场中受到的力 回顾与思考 在第二节中我们已经初步了解了磁场对通电导线的作用 力，F=BIL。由于安培在研究磁场与电流的相互作用方面做 出了杰出贡献，为了纪念他，人们把这个力称为安培力。 本节将对安培力做进一步研究。 学习目标 1 知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感 应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦 兹力的方向 2 掌握洛伦兹力大小的计算和方向的判断 3 知道电视显像管的基本构造以及工作的基本原 理 洛伦兹力的方向 1.实验探究： 磁场对运动电荷是否有力的作用 （1）探究过程 无外加磁场时，阴极射线管中电子束的运动轨迹为直线 外加蹄形磁铁时，阴极射线管中电子束运
2、动轨迹发生弯曲 交换磁铁N、S极，电子束的偏转方向与之前相反 换用两个蹄形磁铁时，电子束的偏转角度增大 （2）探究结论 磁场对运动电荷会产生力的作用 磁场对运动电荷的作用力方向与磁场方向有关 磁场对运动电荷的作用力大小与磁感应强度有关 2.洛伦兹力的定义 运动的电荷在磁场中受到力的作用 3. 洛伦兹力的方向判断左手定则 伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同 一个平面内；让磁感线垂直从掌心进入，并使四指指向正电 荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁 场中所受洛伦兹力的方向 知识点拨 判断运动的负电荷所受洛伦兹力方向发时，四指指向负电荷 运动的反方向，则拇指的指向负
3、电荷受力方向 思考 1.判断下列说法的正误 （1）洛伦兹力方向一定与电荷的运动方向垂直，磁场方向 也一定与电荷的运动方向垂直。 （ ） （2）运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感 应强度一定为 0。 （ ） （3）如果把q改为q ，且速度反向，则洛伦兹力的方向 不变。 （ ） 洛伦兹力的大小 1.洛伦兹力大小的推导 有一通电直导线长为L，横截面积为S，电流为I，导线中含 有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，运动速率 为v，向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。 vt v s v 导体受到的安培力： 自由电荷数： I 的微观表达式 ： F=BIL I=nqsv N=nLs 每个自由
4、电荷所受的洛伦兹力大小 ： (vB） (vB） 特例: qvBF 洛 0 洛 F sinqvBF 洛 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角 为，电荷所受的洛伦兹力大小为 ： 2. 洛伦兹力与安培力的区别和联系 （1）区别 洛伦兹力是指单个带电粒子在磁场中的受力，安培力指通 电导线的受力 洛伦兹力恒不做功，而安培力可以做功 （2）联系 安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观 解释 方向关系：两者都可用左手定则判断 大小关系：F安NF洛（N是导体中运动的电荷数） 思考 2.安培力是洛伦兹力的宏观表现，为什么洛伦兹力对电荷不 做功，而安培力却可以对导体棒做功？ 根据左手定则可知
5、，洛伦兹力的方向始终与速度方向垂 直，故洛伦兹力不做功；安培力方向虽然总是与电流方向垂 直，但不一定与导体的运动方向垂直，故安培力可以做功。 电视显像管 1. 原理 阳极发射电子，经过偏转线圈，偏转线圈产生的磁场和电子 运动方向垂直，电子受洛伦兹力作用发生偏转，偏转后打在 荧光屏上，使其发光。 2. 扫描 在偏转区的水平和竖直方向 都加有偏转磁场，其方向、 强弱都在不断变化，因此电 子束打在荧光屏上的点也在 不断移动，这在电视技术中 称为扫描。 课堂小结 运动电荷在磁 场中受到的力 洛伦兹力的方向 实验探究 左手定则 洛伦兹力的大小 F=F=qvBsinqvBsin 洛伦兹力和安培力的比较 电视显像管 原理 扫描 巩固训练 1. 当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺 线管，若不计重力，则（ ） A带电粒子速度大小改变 B带电粒子速度方向改变 C带电粒子速度大小不变 D带电粒子速度方向不变 CD 例2. 电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确 的是（ ） A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B如果把q改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力 的大小方向不变 C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定 与电荷运动方向垂直 D粒子的速度一定变化 B
