运动电荷在磁场中受到的力VIP免费

第5节运动电荷在磁场中受到的力1．洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力．2．洛伦兹力的方向(1)方向的判断——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运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．(2)洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于B和v两者所决定的平面．(3)对洛伦兹力方向的理解①决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)，速度方向、磁感应强度的方向．②F、B、v三者方向间关系：电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不确定的．电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v所决定的平面．3．洛伦兹力的大小(1)洛伦兹力大小的推导过程①如图所示，设有一段长度为L的通电导线，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中．若导线中的电流为I，则该导线所受的安培力大小为F安＝ILB.②若导线的横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的速度为v，则在时间t内通过截面的电荷量Q＝nSvtq.由电流的定义知I＝nSvq，这段导线内含有的自由电荷数为N＝nSL.③整段导线所受的安培力F安可看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力，即F安＝NF，则每个自由电荷所受洛伦兹力F的大小为F＝qvB.(2)洛伦兹力的表达式在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场方向的夹角为θ时，电荷所受洛伦兹力的大小为F＝qvBsinθ，其中θ为电荷速度方向与磁感应强度方向的夹角．①当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，F洛＝qvB.②当电荷的运动方向与磁场方向平行时，F洛＝0.③当电荷的运动方向与磁场方向成夹角时，洛伦兹力的大小在零到qvB之间．(3)洛伦兹力的特点①运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力．②洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子的运动状态有关．4．洛伦兹力与安培力的关系(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，只有当导体静止时才能这样认为．(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功．可见安培力与洛伦兹力既有联系，也有区别．洛伦兹力电场力作用条件运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力带电粒子只要处在电场中，就一定受到电场力大小方向F＝qvBsinθ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断F＝qE，F的方向与E同向或反向特点洛伦兹力永不做功电场力可做正功、负功或不做功相同点反映了电场和磁场都具有力的性质5．洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力的方向时刻与速度方向垂直，一定不做功．1．结构如图所示为电视显像管的原理示意图(俯视图)．没有磁场时，电子束打在荧光屏正中的O点，为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场．电视显像管的工作原理2．扫描在电视显像管的偏转区有两对线圈，叫做偏转线圈，偏转线圈中通入大小方向按一定规律变化的电流，分别在竖直方向和水平方向产生偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像如图所示那样不断移动，这种电子技术叫做扫描．电子束在荧光屏上扫描一行后，迅速返回(如图中虚线所示)，再做下一行扫描，直到荧光屏的下端．3．电视显像管的工作原理电视显像管发射电子，在加速电场中被加速后进入偏转磁场．在偏转磁场作用下，电子束在荧光屏上扫描．电子束从最上一行到扫描到最后一行叫做一场，电视机中每秒要进行50场扫描，因为人眼的“视觉暂留”，所以我们会感觉整个荧光屏都在发光.在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．【方法总结】(1)①明确磁场方向与运动电荷的电性．②应用左手定则判断洛伦兹力的方向．应用左...