带电粒子在磁场中的运动洛伦兹力

1、带电粒子在磁场中的运动洛伦兹力第1页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三1、在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为L的直导线与磁场方向垂直，当其中通有电流I时，导线受到的安培力为F= 。 磁场对电流一定有力的作用吗？2、判断图中通电导线所受安培力的方向III温故知新3、电流是怎样形成的？电流的方向是怎样规定的？电流的定义式是什么？微观表达式是什么？第2页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三IFvvvv磁场对电流有力的作用 电荷定向移动形成电流你能想到什么?第3页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三磁场对运动电荷有力的作用第4页，共20页，2

2、022年，5月20日，5点12分，星期三阴极射线管阴极阳极荧光屏 若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，电子束在掠过荧光屏进将在荧光屏上显示出电子束的运动径迹。第5页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三演示实验 实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进；加了磁场后，电子束的运动径迹发生偏转。电子束的运动径迹发生偏转说明了什么？结论:磁场对运动电荷有力的作用第6页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三一、磁场对运动电荷的作用物理学中把磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。第7页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三从微观角度

3、来讲，磁场对每个定向运动的电荷都有洛伦兹力的作用一、磁场对运动电荷的作用IFvvvv在宏观上表现为磁场对电流的安培力的作用第8页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三一、磁场对运动电荷的作用物理学中把磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。电流在磁场中所受的安培力，实际是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。安培力是洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力是安培力的微观本质第9页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三二、洛伦兹力的方向怎样判定洛伦兹力的方向？第10页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三左手定则：伸开左手，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感

4、线垂直穿入手心，四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦玆力的方向。二、洛伦兹力的方向：用左手定则判定注意：左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同，与负电荷的运动方向相反。第11页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三通过这两幅三维图，你能总结一下F、B、V三者之间的方向关系？当带电粒子的速度与磁场方向平行时，会不会受到洛伦兹力？F与B、 F与V一定垂直B与V不一定垂直第12页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三练习1、试判断下列各题中带电粒子在磁场中所受洛仑兹力的方向fqv-qvf力f 的方向垂直纸面向外力f 的方向垂直 纸面向外

5、qv-qv第13页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三截面A截面BL设在一磁感强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入一段长为L通电直导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v。设导体中自由电荷全部通过截面A的时间为t，试推导每个电荷所受洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小第14页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三截面A截面BL导线中的电流 I=nqsv所受到的安培力 F=IBL=nqsvLB运动电荷的总数 N=nsL单个运动电荷所受到的作用力 f=F/nsL 即f =qvB这个公式的适用条件是什么？第15页

6、，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三讨 论:当带电粒子的速度方向与磁场方向成角时，带电粒子受到的洛伦兹力是多大Bqvf =qvBsin第16页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三极光：太阳发射出的带电粒子（太阳风），大约四天的时间就会到达地球，但它是不会直接与地球碰触，因为有地球磁场的保护，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避免了地球上的生命受到带电粒子的辐射。当“太阳风”和地球北极上方的大气相互作用就形成北极光，若出现在南极就称南极光。第17页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三小 结洛伦兹力的概念：运动电荷在磁场中受到的作用力。 通电导

7、线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力的方向由左手定则判定 1、正电荷的运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反。 2、洛伦兹力垂直于与所在的平面洛伦兹力的大小 1.当电荷运动方向与磁场方向垂直（vB）时，f=qvB. 2.当电荷的运动方向与磁场方向平行（v/B)时，电荷不受洛伦兹力.第18页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三电子以v=3.0106m/s速率垂直射入B=0.01T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力的大小是多少？如果电子入射方向与磁场方向成30角，则电子在电场中受到的洛伦兹力的大小是多少？第19页，共20页，2022年，5月20日，5点12分，星期三有一匀强磁场，磁感应强度为