帶電粒子在磁場中的運(yùn)動洛倫茲力

1、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動洛倫茲力第1頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三1、在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一長為L的直導(dǎo)線與磁場方向垂直，當(dāng)其中通有電流I時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力為F= 。 磁場對電流一定有力的作用嗎？2、判斷圖中通電導(dǎo)線所受安培力的方向III溫故知新3、電流是怎樣形成的？電流的方向是怎樣規(guī)定的？電流的定義式是什么？微觀表達(dá)式是什么？第2頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三IFvvvv磁場對電流有力的作用 電荷定向移動形成電流你能想到什么?第3頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三磁場對運(yùn)動電荷有力的作用第4頁，共20頁，2

2、022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三陰極射線管陰極陽極熒光屏 若在陰陽兩極間加上一高電壓，陰極中的熾熱的金屬絲發(fā)射出的電子束，電子束在掠過熒光屏進(jìn)將在熒光屏上顯示出電子束的運(yùn)動徑跡。第5頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三演示實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：沒有加磁場時(shí)，電子束直線前進(jìn)；加了磁場后，電子束的運(yùn)動徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子束的運(yùn)動徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明了什么？結(jié)論:磁場對運(yùn)動電荷有力的作用第6頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三一、磁場對運(yùn)動電荷的作用物理學(xué)中把磁場對運(yùn)動電荷的作用力叫做洛倫茲力。第7頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三從微觀角度

3、來講，磁場對每個定向運(yùn)動的電荷都有洛倫茲力的作用一、磁場對運(yùn)動電荷的作用IFvvvv在宏觀上表現(xiàn)為磁場對電流的安培力的作用第8頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三一、磁場對運(yùn)動電荷的作用物理學(xué)中把磁場對運(yùn)動電荷的作用力叫做洛倫茲力。電流在磁場中所受的安培力，實(shí)際是大量運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)第9頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三二、洛倫茲力的方向怎樣判定洛倫茲力的方向？第10頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三左手定則：伸開左手，拇指與其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感

4、線垂直穿入手心，四指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫玆力的方向。二、洛倫茲力的方向：用左手定則判定注意：左手定則中四指方向應(yīng)與正電荷的移動方向相同，與負(fù)電荷的運(yùn)動方向相反。第11頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三通過這兩幅三維圖，你能總結(jié)一下F、B、V三者之間的方向關(guān)系？當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向平行時(shí)，會不會受到洛倫茲力？F與B、 F與V一定垂直B與V不一定垂直第12頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三練習(xí)1、試判斷下列各題中帶電粒子在磁場中所受洛侖茲力的方向fqv-qvf力f 的方向垂直紙面向外力f 的方向垂直 紙面向外

5、qv-qv第13頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三截面A截面BL設(shè)在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向放入一段長為L通電直導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v。設(shè)導(dǎo)體中自由電荷全部通過截面A的時(shí)間為t，試推導(dǎo)每個電荷所受洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小第14頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三截面A截面BL導(dǎo)線中的電流 I=nqsv所受到的安培力 F=IBL=nqsvLB運(yùn)動電荷的總數(shù) N=nsL單個運(yùn)動電荷所受到的作用力 f=F/nsL 即f =qvB這個公式的適用條件是什么？第15頁

6、，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三討 論:當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向成角時(shí)，帶電粒子受到的洛倫茲力是多大Bqvf =qvBsin第16頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三極光：太陽發(fā)射出的帶電粒子（太陽風(fēng)），大約四天的時(shí)間就會到達(dá)地球，但它是不會直接與地球碰觸，因?yàn)橛械厍虼艌龅谋Ｗo(hù)，地球的磁場使這些帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，避免了地球上的生命受到帶電粒子的輻射。當(dāng)“太陽風(fēng)”和地球北極上方的大氣相互作用就形成北極光，若出現(xiàn)在南極就稱南極光。第17頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三小 結(jié)洛倫茲力的概念：運(yùn)動電荷在磁場中受到的作用力。 通電導(dǎo)

7、線在磁場中所受到的安培力是大量運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力的方向由左手定則判定 1、正電荷的運(yùn)動方向與電流方向相同，負(fù)電荷運(yùn)動方向與電流方向相反。 2、洛倫茲力垂直于與所在的平面洛倫茲力的大小 1.當(dāng)電荷運(yùn)動方向與磁場方向垂直（vB）時(shí)，f=qvB. 2.當(dāng)電荷的運(yùn)動方向與磁場方向平行（v/B)時(shí)，電荷不受洛倫茲力.第18頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三電子以v=3.0106m/s速率垂直射入B=0.01T的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力的大小是多少？如果電子入射方向與磁場方向成30角，則電子在電場中受到的洛倫茲力的大小是多少？第19頁，共20頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)12分，星期三有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為