高二物理磁場對運(yùn)動電荷的作用力

1、磁場對電流的作用力稱為安培力磁場對電流的作用力稱為安培力.安培力方向用左手定則來判斷安培力方向用左手定則來判斷. F安安=BIL(BL)電荷的定向移動形成電流電荷的定向移動形成電流. 規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞣较蛞?guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞣较? 電流的微觀表達(dá)式為電流的微觀表達(dá)式為 I=nqsv思考問題思考問題電流是怎樣形成的電流是怎樣形成的?電流的方向是怎樣規(guī)電流的方向是怎樣規(guī)定的定的?電流的微觀表達(dá)式是什么電流的微觀表達(dá)式是什么?什么叫做安培力什么叫做安培力?怎樣判斷安培力的方怎樣判斷安培力的方向向?安培力的大小為多少安培力的大小為多少?猜想: 既然磁場對電流有力的作用既然磁場對電流有力

2、的作用, 而電流又是由電荷定向移動形成的而電流又是由電荷定向移動形成的,那么很有可能是那么很有可能是磁場磁場對定向?qū)Χㄏ蛞苿拥碾姾梢苿拥碾姾捎辛τ辛Φ淖饔玫淖饔脤?shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：一一.洛倫茲力洛倫茲力1.洛倫茲力：洛倫茲力：磁場磁場對電荷的作用力。對電荷的作用力。2.與安培力的關(guān)系：與安培力的關(guān)系： 安培力是磁場對運(yùn)動電荷作用安培力是磁場對運(yùn)動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)。力的宏觀表現(xiàn)。 洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。1. 1. 左手左手定則來判定：定則來判定：二二.洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向讓讓磁感線穿入手心磁感線穿入手心，四指四指指向指向正正電荷電荷運(yùn)動的方向運(yùn)動的方向(負(fù)負(fù)

3、電荷運(yùn)動電荷運(yùn)動的的反方向反方向)，拇指拇指指向就是電荷指向就是電荷所受所受洛侖茲力的方向洛侖茲力的方向2.2.特點(diǎn)：特點(diǎn)： F F洛洛B, F F洛洛V(垂直于垂直于v v和和B B所決定的平面所決定的平面) ) 洛倫茲力洛倫茲力對電荷對電荷不做功不做功 + +V Vf fV VV V垂直紙面向外垂直紙面向外V VV Vf fV Vf f習(xí)題習(xí)題1 1、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷這時(shí)粒子所受格倫茲力的方向試判斷這時(shí)粒子所受格倫茲力的方向垂直紙面向里垂直紙面向里2 2、判斷下列各圖帶電粒子所受、判斷下列各圖帶電粒子所受的洛倫茲力的方向或帶電粒子的的

4、洛倫茲力的方向或帶電粒子的帶電性帶電性 V Vf fV V垂直紙面向外垂直紙面向外V Vf fV VB B垂直紙面向里垂直紙面向里既然安培力為洛倫茲力的宏觀表既然安培力為洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么我們用導(dǎo)體所受的安培力來現(xiàn)，那么我們用導(dǎo)體所受的安培力來除以這段導(dǎo)體所含有的自由電荷數(shù)，除以這段導(dǎo)體所含有的自由電荷數(shù)，不就可以求出每個自由電荷所受的洛不就可以求出每個自由電荷所受的洛倫茲力啦嗎？倫茲力啦嗎？想一想想一想F安1.公式推導(dǎo)：公式推導(dǎo)：F =qvB三三 . 洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小通電導(dǎo)體的長度：通電導(dǎo)體的長度：L 每個電荷的帶電量：每個電荷的帶電量：q橫截面積：橫截面積：S 單位體積的

5、電荷數(shù)：單位體積的電荷數(shù)：n 定向移動的速率：定向移動的速率：v3. 若若v與與B間的夾角為間的夾角為，則，則F =qvBsin 三三.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小2.2.公式：公式：F = qvB (只適用于只適用于vB的情況的情況)vv2v1B 當(dāng)速度方向與磁當(dāng)速度方向與磁場方向有夾角時(shí)可場方向有夾角時(shí)可采用把速度分解的采用把速度分解的辦法來求洛倫茲的辦法來求洛倫茲的大小大小.例例1在只受洛倫茲力的條件下在只受洛倫茲力的條件下,關(guān)于帶關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動,下列下列說法正確的有說法正確的有( )A.只要粒子的速度大小相同只要粒子的速度大小相同,帶電量相同帶電

6、量相同,粒子所受洛倫茲力大小就相同粒子所受洛倫茲力大小就相同B.洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動方向洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動方向C.洛倫茲力始終與速度垂直洛倫茲力始終與速度垂直,所以洛倫茲力所以洛倫茲力不做功不做功D,洛倫茲力始終與速度垂直洛倫茲力始終與速度垂直,所以粒子在運(yùn)所以粒子在運(yùn)動過程中的動能動過程中的動能 動量保持不變動量保持不變例例2 2電子的速率電子的速率V=3V=310106 6m/sm/s垂垂直射入直射入B=0.1TB=0.1T的勻強(qiáng)磁場中，它的勻強(qiáng)磁場中，它所受的洛倫茲力為多大所受的洛倫茲力為多大（e=1.6e=1.61010-19-19 C C）解：解：f = Bqv =

7、 0.11.6 10-19 3 106 N =4.8 10-14N 從太陽或其他星體上，從太陽或其他星體上， 時(shí)刻都有大量的高能粒時(shí)刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射子流放出，稱為宇宙射線。這些高能粒子流，線。這些高能粒子流， 如果都到達(dá)地球，將對如果都到達(dá)地球，將對 地球上的生物帶來危害。地球上的生物帶來危害。慶幸的是，地球周圍存慶幸的是，地球周圍存在地磁場，改變了宇宙在地磁場，改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動射線中帶電粒子的運(yùn)動方向，對宇宙射線起了方向，對宇宙射線起了一定的阻擋作用。一定的阻擋作用。四四.洛倫茲力的作用洛倫茲力的作用物理：3.5磁場對運(yùn)動電荷的作用力課件(新人教版選修3-

8、1) 磁場對電流的作用力稱為安培力磁場對電流的作用力稱為安培力.安培力方向用左手定則來判斷安培力方向用左手定則來判斷. F安安=BIL(BL)電荷的定向移動形成電流電荷的定向移動形成電流. 規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞣较蛞?guī)定正電荷移動的方向?yàn)殡娏鞣较? 電流的微觀表達(dá)式為電流的微觀表達(dá)式為 I=nqsv思考問題思考問題電流是怎樣形成的電流是怎樣形成的?電流的方向是怎樣規(guī)電流的方向是怎樣規(guī)定的定的?電流的微觀表達(dá)式是什么電流的微觀表達(dá)式是什么?什么叫做安培力什么叫做安培力?怎樣判斷安培力的方怎樣判斷安培力的方向向?安培力的大小為多少安培力的大小為多少?猜想: 既然磁場對電流有力的作用既然磁場對電

9、流有力的作用, 而電流又是由電荷定向移動形成的而電流又是由電荷定向移動形成的,那么很有可能是那么很有可能是磁場磁場對定向?qū)Χㄏ蛞苿拥碾姾梢苿拥碾姾捎辛τ辛Φ淖饔玫淖饔脤?shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：一一.洛倫茲力洛倫茲力1.洛倫茲力：洛倫茲力：磁場磁場對電荷的作用力。對電荷的作用力。2.與安培力的關(guān)系：與安培力的關(guān)系： 安培力是磁場對運(yùn)動電荷作用安培力是磁場對運(yùn)動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)。力的宏觀表現(xiàn)。 洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。1. 1. 左手左手定則來判定：定則來判定：二二.洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向讓讓磁感線穿入手心磁感線穿入手心，四指四指指向指向正正電荷電荷運(yùn)動的方向運(yùn)動的方向

10、(負(fù)負(fù)電荷運(yùn)動電荷運(yùn)動的的反方向反方向)，拇指拇指指向就是電荷指向就是電荷所受所受洛侖茲力的方向洛侖茲力的方向2.2.特點(diǎn)：特點(diǎn)： F F洛洛B, F F洛洛V(垂直于垂直于v v和和B B所決定的平面所決定的平面) ) 洛倫茲力洛倫茲力對電荷對電荷不做功不做功 + +V Vf fV VV V垂直紙面向外垂直紙面向外V VV Vf fV Vf f習(xí)題習(xí)題1 1、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷這時(shí)粒子所受格倫茲力的方向試判斷這時(shí)粒子所受格倫茲力的方向垂直紙面向里垂直紙面向里2 2、判斷下列各圖帶電粒子所受、判斷下列各圖帶電粒子所受的洛倫茲力的方向或帶電粒

11、子的的洛倫茲力的方向或帶電粒子的帶電性帶電性 V Vf fV V垂直紙面向外垂直紙面向外V Vf fV VB B垂直紙面向里垂直紙面向里既然安培力為洛倫茲力的宏觀表既然安培力為洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么我們用導(dǎo)體所受的安培力來現(xiàn)，那么我們用導(dǎo)體所受的安培力來除以這段導(dǎo)體所含有的自由電荷數(shù)，除以這段導(dǎo)體所含有的自由電荷數(shù)，不就可以求出每個自由電荷所受的洛不就可以求出每個自由電荷所受的洛倫茲力啦嗎？倫茲力啦嗎？想一想想一想F安1.公式推導(dǎo)：公式推導(dǎo)：F =qvB三三 . 洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小通電導(dǎo)體的長度：通電導(dǎo)體的長度：L 每個電荷的帶電量：每個電荷的帶電量：q橫截面積：橫截面積：S 單位

12、體積的電荷數(shù)：單位體積的電荷數(shù)：n 定向移動的速率：定向移動的速率：v3. 若若v與與B間的夾角為間的夾角為，則，則F =qvBsin 三三.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小2.2.公式：公式：F = qvB (只適用于只適用于vB的情況的情況)vv2v1B 當(dāng)速度方向與磁當(dāng)速度方向與磁場方向有夾角時(shí)可場方向有夾角時(shí)可采用把速度分解的采用把速度分解的辦法來求洛倫茲的辦法來求洛倫茲的大小大小.例例1在只受洛倫茲力的條件下在只受洛倫茲力的條件下,關(guān)于帶關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動,下列下列說法正確的有說法正確的有( )A.只要粒子的速度大小相同只要粒子的速度大小相同,帶電量相

13、同帶電量相同,粒子所受洛倫茲力大小就相同粒子所受洛倫茲力大小就相同B.洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動方向洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動方向C.洛倫茲力始終與速度垂直洛倫茲力始終與速度垂直,所以洛倫茲力所以洛倫茲力不做功不做功D,洛倫茲力始終與速度垂直洛倫茲力始終與速度垂直,所以粒子在運(yùn)所以粒子在運(yùn)動過程中的動能動過程中的動能 動量保持不變動量保持不變例例2 2電子的速率電子的速率V=3V=310106 6m/sm/s垂垂直射入直射入B=0.1TB=0.1T的勻強(qiáng)磁場中，它的勻強(qiáng)磁場中，它所受的洛倫茲力為多大所受的洛倫茲力為多大（e=1.6e=1.61010-19-19 C C）解：解：f = Bqv = 0.11.6 10-19 3 106 N =4.8 10-14N 從太陽或其他星體上，從太陽或其他星體上， 時(shí)刻都有大量的高能