磁場對運動電荷的作用Z

1、磁場對運動電荷的作用磁場對運動電荷的作用復(fù)習(xí)引入新課復(fù)習(xí)引入新課v磁場對電流有力的作用磁場對電流有力的作用B/B/IB如圖：勻強磁場中，通電導(dǎo)線受到的如圖：勻強磁場中，通電導(dǎo)線受到的磁場力大小為：磁場力大小為：sinBILF 為最大值時當(dāng)BILF ,900,不垂直時與當(dāng)IBsin/BILILBF0180000F時或當(dāng)v電流由電荷的定向移動形成電流由電荷的定向移動形成我們已經(jīng)知道磁場對電流有力的作用，我們已經(jīng)知道磁場對電流有力的作用，那么磁場對電荷有力的作用嗎？那么磁場對電荷有力的作用嗎？陰極陰極陽極陽極狹縫狹縫熒光屏熒光屏電子束電子束洛倫茲力洛倫茲力NSSN實驗結(jié)果實驗結(jié)果 (1).在沒有外磁

2、場時在沒有外磁場時,電子沿電子沿 直線前進直線前進,表明運動的電荷沒有表明運動的電荷沒有受到力的作用受到力的作用. (2).當(dāng)有外磁場時當(dāng)有外磁場時,電子束運電子束運動的軌跡發(fā)生彎曲動的軌跡發(fā)生彎曲,表明表明運動電運動電荷受到磁場的作用力荷受到磁場的作用力.洛倫茲力洛倫茲力1.洛倫茲力定義：磁場對電荷的作用力。洛倫茲力定義：磁場對電荷的作用力。2.驗證：驗證：3.與安培力的關(guān)系：與安培力的關(guān)系： 作用在通電導(dǎo)體上的安培力是磁場對運動電荷作用在通電導(dǎo)體上的安培力是磁場對運動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)。作用力的宏觀表現(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)。洛倫茲力洛倫茲力4.洛倫茲

3、：洛倫茲： 荷蘭物理學(xué)家，首先提出運動電荷產(chǎn)生磁場和荷蘭物理學(xué)家，首先提出運動電荷產(chǎn)生磁場和磁場對運動電荷有作用力的觀點。磁場對運動電荷有作用力的觀點。1.洛倫茲力的方向由左手定則來判定：洛倫茲力的方向由左手定則來判定：洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 拇指所指的方向就拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力是正電荷所受洛倫茲力的方向，若運動的是負(fù)的方向，若運動的是負(fù)電荷，那么受到的洛倫電荷，那么受到的洛倫茲力的方向跟正電荷的茲力的方向跟正電荷的受力相反！受力相反！例例1 1、下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判、下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判斷這時粒子所受格倫茲力的方向斷這時粒子所受格倫茲力的

4、方向 + +V Vf fV VV V垂直紙面向外垂直紙面向外 垂直紙面向里垂直紙面向里V VV Vf ff fV Vf f+V Vf=0f=0V V例例2 2、如圖：磁場方向，正電荷的運、如圖：磁場方向，正電荷的運動方向，電荷所受洛倫茲力的方向動方向，電荷所受洛倫茲力的方向兩兩垂直，則正確的是（兩兩垂直，則正確的是（ ）+f fV VB B+V VB Bf f+B Bf fV V+B Bf fV VD D(A)(B)(C)(D)2.注意：注意： 洛倫茲力的方向垂直于洛倫茲力的方向垂直于v和和B二者所決定的平面。二者所決定的平面。洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向3.特點特點: 洛倫茲力總是跟運動的電

5、荷的速度方向洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方向垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度方垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度方向，而不改變速度的大小。向，而不改變速度的大小。1.公式推導(dǎo)：公式推導(dǎo)：洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小F洛 =qvB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：v洛 2.定義：定義： 當(dāng)電荷在當(dāng)電荷在垂直垂直于磁場的方向上運動時，磁于磁場的方向上運動時，磁場對運動電荷的洛倫茲力場對運動電荷的洛倫茲力f等于電荷量等于電荷量q、速率、速率v、磁感應(yīng)

6、強度、磁感應(yīng)強度B三者的乘積。三者的乘積。 f = qvB(vB)洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小3.提醒提醒： F = qvB只適用于只適用于vB的情況的情況 若若v與與B間的夾角為間的夾角為，則，則F =qvBsin 洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小例例3 3、電子的速率、電子的速率V=3V=310106 6m/sm/s垂直射入垂直射入B=0.1TB=0.1T的勻強的勻強磁場中，它所受的洛倫茲力為多大（磁場中，它所受的洛倫茲力為多大（e=1.6e=1.61010-19-19 C C）解：解：f = qvB = 0.11.6 10-19 3 106N =4.8 10-14N例例4 4、粒子帶兩個元電

7、荷的正電，當(dāng)它以速、粒子帶兩個元電荷的正電，當(dāng)它以速率率V=10m/sV=10m/s垂直磁感線方向在垂直磁感線方向在B=0.20TB=0.20T的勻強的勻強磁場中運動時，受到的洛倫茲力是多少？磁場中運動時，受到的洛倫茲力是多少？解：解：q = 1.6 10-19 2= 3.2 10-19 10C f=qvB=0.203.2 10-19 10N = 6.4 10-19N例例5 5、光滑斜面，傾角為、光滑斜面，傾角為，勻強磁場的磁感，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為B，一質(zhì)量為，一質(zhì)量為M，帶電量，帶電量Q的小球在的小球在斜面上自靜止釋放，求斜面上自靜止釋放，求A A球在斜面上運動的球在斜面上運動的

8、時間和最大速度（設(shè)斜面足夠長）時間和最大速度（設(shè)斜面足夠長）洛倫茲力的作用洛倫茲力的作用其作用其作用是改變粒子是改變粒子速度的方向，而不速度的方向，而不改變其速度的大小改變其速度的大小v從太陽或其他星體上，從太陽或其他星體上， 時刻都有大量的高能粒時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， 如果都到達地球，將對如果都到達地球，將對 地球上的生物帶來危害。慶幸的是，地球周圍地球上的生物帶來危害。慶幸的是，地球周圍存在地磁場，改變了宇宙射線中帶電粒子的運存在地磁場，改變了宇宙射線中帶電粒子的運動方向，對宇宙射線起了一定的阻擋作用。動方向

9、，對宇宙射線起了一定的阻擋作用。洛倫茲力的作用洛倫茲力的作用區(qū)區(qū)分分庫侖力庫侖力:靜止間電荷間的相互作用力靜止間電荷間的相互作用力安培力安培力: 磁場對通電導(dǎo)線的作用力磁場對通電導(dǎo)線的作用力洛倫茲力洛倫茲力: 磁場對運動電荷的作用力磁場對運動電荷的作用力比較比較電場和磁場電場和磁場對電荷的作用力對電荷的作用力1. 電荷在電場中一定要受到電場力的作用電荷在電場中一定要受到電場力的作用.電荷在磁場中不一定要受到洛倫茲力力的作用電荷在磁場中不一定要受到洛倫茲力力的作用.2.電場力的大小電場力的大小F=qE洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小F=qvB3.電場力方向與電場方向平行電場力方向與電場方向平行4.洛

10、倫茲力方向與磁場方向垂直洛倫茲力方向與磁場方向垂直電場力對運動的電荷不一定做功電場力對運動的電荷不一定做功.洛倫茲力對運動的電荷一定不做功洛倫茲力對運動的電荷一定不做功1.1.電子以初速度電子以初速度V V垂直進入磁感應(yīng)強度為垂直進入磁感應(yīng)強度為B B的的勻強磁場中勻強磁場中, ,則則( )( ) A. A.磁場對電子的作用力始終不變磁場對電子的作用力始終不變. . B. B.磁場對電子的作用力始終不做功磁場對電子的作用力始終不做功 C.C.電子的動量始終不變電子的動量始終不變. . D. D. 電子的動能始終不變電子的動能始終不變2.2.一束粒子中有帶正電的一束粒子中有帶正電的, ,有帶負(fù)電

11、的有帶負(fù)電的, ,還還有不帶電的有不帶電的. .要把它們分開要把它們分開, ,有有哪些辦法哪些辦法? ?方法方法1.1.加勻強磁場加勻強磁場方法方法2.2.加勻強電場加勻強電場B、D課堂練習(xí)課堂練習(xí) 3v如圖所示，一個帶正電如圖所示，一個帶正電q的小帶電體處的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為強度為B，若小帶電體的質(zhì)量為，若小帶電體的質(zhì)量為m，為，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該：了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該：vA使使B的數(shù)值增大的數(shù)值增大vB使磁場以速率使磁場以速率v=mg/qB 向上移動向上移動vC使磁場以速率使磁場以速率v=mg

12、/qB 向右移動向右移動vD使磁場以速率使磁場以速率v=mg/qB 向左移動向左移動v4 4兩個相同的單擺擺長兩個相同的單擺擺長L，擺球質(zhì)量為，擺球質(zhì)量為m，帶有電荷帶有電荷q，在垂直于紙面向里的磁感，在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為B的勻強磁場中從相同高度擺下，的勻強磁場中從相同高度擺下，當(dāng)其向左、向右通過最低點時，動能是當(dāng)其向左、向右通過最低點時，動能是否相同，洛倫茲力是否相同，向心力是否相同，洛倫茲力是否相同，向心力是否相同，線上拉力大小是否相同？否相同，線上拉力大小是否相同？ v5、如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m m的帶正電的帶正電的小球能沿著豎直墻豎直滑下，的小球能沿著豎直墻豎直滑下，磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B B的勻強磁場，方向的勻強磁場，方向水平并與小球運動方向垂直，若水平并與小球運動方向垂直，若小球帶正電量小球帶正電量q q，球與墻面的動摩，球與墻面的動摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為，則小球下落的最大，則小球下落的最大速度為多大？速度為多大？小結(jié)小結(jié)1 1、定義：、定義： 磁場對運動電荷的作用力，叫做洛倫茲力。磁場對運動電荷的作用力，叫做洛倫茲力。2 2、方向：、方向： 由左手定則判斷由左手定則判斷3 3、洛倫茲力的大小、洛倫茲力的