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1、5 運動電荷在磁場中受到的力1洛倫茲力:_在磁場中受到的力稱為洛倫茲力2左手定則:伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內;讓_從掌心進入,并使四指指向_運動的方向,這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受_的方向負電荷受力的方向與正電荷受力的方向_運動電荷磁感線正電荷洛倫茲力相反3洛倫茲力的大小帶電量為 q 的粒子,以速率 v 進入磁感應強度為 B 的勻強磁場中:(1) 當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時,洛倫茲力f_.(2) 當帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直時,洛倫茲力 f_.(3)當帶電粒子的運動方向與磁場方向的夾角為時,洛倫茲力 f_.qvBqvBsin

2、 04電視顯像管的工作原理:陰極發射_,經過偏轉線圈 ( 偏轉線圈產生的磁場和電子運動方向垂直 ) ,電子受_作用發生偏轉,偏轉后的電子打在熒光屏上,使熒光屏發光電子洛倫茲力知識點知識點 1 洛倫茲力洛倫茲力的方向的方向太陽風是一種連續存在,來自太陽并以 200800 km/s 的速度運動的帶電粒子流太陽風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往往引起很大的磁暴,且會在地球兩極形成絢麗多彩如同夢幻般的極光圖 351討論:(1)運動電荷在磁場中受到的力稱為_,力的方向可用_定則來判斷洛倫茲力左手(2)為什么會在地球兩極形成極光?太陽風是太陽噴射出的帶電粒子流,當太陽風進入地磁場時,由于地磁場的作用,

3、太陽風中的帶電粒子進入地球南北兩極地區,兩極的高層大氣,受到太陽風的轟擊后會發出光芒,形成極光1洛倫茲力方向的判斷(1)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內;讓磁感線從掌心進入,并使四指指向正電荷運動的方向,這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向(2)判斷負電荷在磁場中運動受洛倫茲力的方向,四指要指向負電荷運動的相反方向,也就是電流的方向2對洛倫茲力方向的理解(1)決定洛倫茲力方向的因素有三個:電荷的電性(正、負)、速度方向、磁感應強度的方向當電荷電性一定時,其他兩個因素中,如果只讓一個因素相反,則洛倫茲力方向必定相反;如果同時讓兩個因

4、素相反,則洛倫茲力方向將不變(2)由左手定則可知,洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直,又與電荷的運動方向垂直,即洛倫茲力垂直于 v 和 B 兩者所決定的平面注意:v 與 B 不一定垂直3洛倫茲力的特點:由于洛倫茲力的方向總是跟運動電荷的速度方向垂直,所以洛倫茲力對運動電荷不做功,洛倫茲力只改變電荷速度的方向,不能改變速度的大小【例 1】如圖 352 所示,在陰極射線管正上方平行放)一通有強電流的長直導線,則陰極射線將(A向紙內偏B向紙外偏C向下偏轉D向上偏轉圖 352解析:直線電流在陰極射線管位置產生的磁場方向垂直紙面向外,陰極射線帶負電、向右運動,由左手定則判斷出洛倫茲力的方向向上,射線向上偏轉

5、答案:D【觸類旁通觸類旁通】1關于帶電粒子所受洛倫茲力 f、磁感應強度 B 和粒子速度 v 三者之間的關系,下列說法中正確的是()Af、B、v 三者必定均相互垂直Bf 必定垂直于 B、v,但 B 不一定垂直 vCB 必定垂直于 f,但 f 不一定垂直于 vDv 必定垂直于 f,但 f 不一定垂直于 B解析:由左手定則可知,洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直,又與電荷的運動方向垂直,即洛倫茲力垂直于 v 和 B 兩者所決定的平面但 v 和 B 不一定垂直B 對答案:B知識點知識點 2 洛倫茲力洛倫茲力的大小的大小洛倫茲力公式的推導設導線內單位長度的自由電荷數為 n,自由電荷的電荷量為 q,定向移動的

6、速度為 v,設長度為 L 的導線中的自由電荷在時間 t 秒內全部通過截面 A.導線垂直放入磁感應強度為 B 的勻強磁場中,如圖 353 所示圖 353(1)時間 t 秒內通過截面 A 的電荷量 Q_;(2)導線中的電流 I_;(3)導線所受安培力 FILB,故 F_;(4)洛倫茲力 fFnL_.nqLnqvtQtnqvnqvLBqvB1洛倫茲力的大小:fqvBsin ,其中是帶電粒子的運動方向與磁場方向的夾角(1)當 vB 時,90,所以 fqvB.(2)當 vB 時,0,所以 f0,即運動方向與磁場平行時,不受洛倫茲力(3)當 v0 時,f0,即靜止電荷不受洛倫茲力2洛倫茲力與安培力的關系(

7、1)洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(2)盡管安培力是洛倫茲力的宏觀表現,但洛倫茲力不做功,但安培力卻可以做功【例 2】在如圖 354 所示的情形中,勻強磁場的磁感應強度均為 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,并指出洛倫茲力的方向圖 354題后反思:(1)用左手定則判斷洛倫茲力方向時,要特別注意運動電荷的正負,四指應指向正電荷運動的方向,或指向負電荷運動的反方向(2)計算洛倫茲力的大小時,應注意弄清 v 與磁感應強度 B的方向關系當 vB 時,洛倫茲力 fqvB;當 vB 時

8、,f0;當v與B 成角(090)時,應將 v(或 B)進行分解取它們垂直的分量計算【觸類旁通觸類旁通】2關于電荷在磁場中受力,下列說法中正確的是()A靜止的電荷一定不受洛倫茲力的作用,運動電荷一定受到洛倫茲力的作用DB洛倫茲力的大小始終滿足 fqvBC若電荷穿過某一空間而未發生偏轉(不計其他力),則此空間一定不存在磁場D帶電粒子運動方向與磁場平行時,一定不受洛倫茲力的作用知識點知識點 3 電視顯像電視顯像管的工作原理管的工作原理電視機的內部顯像管中,電子槍射出的是一束細細的電子束,為什么整個屏幕都能發光?若在電視機附近放置一個很強的磁鐵,電視畫面將會出現顏色失真的現象,這又是為什么?圖 355

9、電視顯像管應用了電子束在磁場中的偏轉原理電子束射向熒光屏就能發光,一束電子束只能使熒光屏上的一個點發光,而通過偏轉線圈中磁場的偏轉就可以使整個熒光屏發光所以若在電視機前放一個磁性很強的磁鐵,會使電子束運動方向改變,造成電視畫面出現顏色失真1電視顯像管的構造:如圖 355 所示,實際上是一個陰極射線管和偏轉線圈的組合陰極射線管內有電子槍和熒光屏2電視顯像管的工作原理:陰極發射電子,經過偏轉線圈(偏轉線圈產生的磁場和電子運動方向垂直),電子受洛倫茲力發生偏轉,偏轉后的電子打在熒光屏上,使熒光屏發光【例 3】如圖 356,沒有磁場時,顯像管內電子束打在熒光屏正中的 O 點,加磁場后電子束打在熒光屏

10、O 點上方的 P)點,則所加磁場的方向可能是(A垂直于紙面向內B垂直于紙面向外C平行于紙面向右D平行于紙面向左圖 356解析:電子受到的洛倫茲力的方向向上,由左手定則,可判定磁場方向垂直于紙面向外,B 項正確答案:B【觸類旁通觸類旁通】3如圖 357 所示為電視機顯像管偏轉線圈的示意圖,當線圈通以圖示的直流電時,形成的磁場如圖所示,一束沿著管徑軸線垂直射向紙內的電子將()A向上偏轉B向下偏轉C向右偏轉D向左偏轉圖 357解析:由安培定則可知,通電線圈中心位置處的合磁場方向是豎直向下的,再由左手定則判斷得出電子束所受的洛倫茲力水平向右,故 C 對答案:C洛倫茲力電場力產生條件B0;v0;v 與

11、B不平行E0大小FqvB(vB)FqE方向與 B、v 方向垂直(遵循左手定則)正電荷受力方向與電場方向一致,負電荷受力方向與電場方向相反作用效果只改變電荷運動速度的方向,不改變速度的大小洛倫茲力一定不做功可改變電荷運動速度的方向和大小電場力可能做正功,可能做負功,也可能不做功洛倫茲力與電場力磁場對運動電荷有作用力,電場對任何帶電粒子都存在電場力的作用,因此在處理帶電粒子在磁場、電場中的相關問題時必須注意區分洛倫茲力與電場力兩者的不同.【例 4】一個電子穿過某一空間而未發生偏轉,則()A此空間一定不存在磁場B此空間一定不存在電場C此空間可能只有勻強磁場,方向與電子速度垂直D此空間可能有相互正交的勻強磁場和勻強電場A此空間一定不存在磁場B此空間一定不存在電場C此空間可能只有勻強磁場,方向與電子速度垂直D此空間可能有相互正交的勻強磁場和勻強電場解析:電子穿過某一空間而未發生偏轉,說明電子可能不受外力,可能合外力為零或外力的方向與速度方向在一直線上當 vB 或 B0 時,洛倫茲力為零,電子不偏轉,A 錯誤;速度 vB 時,洛倫茲力不為零,且與 v 垂直,必偏轉,C 錯誤;電子在電場中所受的靜電

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