第四节 磁场对运动电荷的作用

第四节磁场对运动电荷的作用第一页，共十五页，编辑于2023年，星期五磁场对运动电荷的作用第十五章磁场第二页，共十五页，编辑于2023年，星期五洛伦兹力实验：检验运动电荷在磁场中是否受到力的作用第三页，共十五页，编辑于2023年，星期五一、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。左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放于磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦玆力的方向。第四页，共十五页，编辑于2023年，星期五设在一磁感应强度为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，定向移动的速率为v。试推导每个电荷所受洛仑兹力的大小导体中的电流是由电荷的定向移动产生的二、洛伦兹力的大小第五页，共十五页，编辑于2023年，星期五导线中的电流I=nqsv所受到的安培力F=BIL=BnqsvL运动电荷的总数nsL单个运动电荷所受到的作用力f=F/nsL即f=qvB截面B截面AvLL第六页，共十五页，编辑于2023年，星期五1.当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，f=qvB.2.当电荷的运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力作用，即f=0.讨论1：如果电荷的运动方向与磁场的方向既不平行，也不垂直时，电荷所受洛伦兹力情况如何？第七页，共十五页，编辑于2023年，星期五qv讨论1vθBB2B1f=qvB1=qvBsinθf=qv1B=qvBsinθvBv2v1θ

带电粒子在运动过程中，洛伦兹力的方向既跟运动方向垂直,又和磁场方向垂直，即垂直于速度方向与磁场方向确定的平面。第八页，共十五页，编辑于2023年，星期五讨论2:带电粒子在磁场中运动时，洛伦玆力对带电粒子是否做功？

结论：洛伦兹力对运动电荷不做功vffv第九页，共十五页，编辑于2023年，星期五地磁场和太阳风地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱。从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线。地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用。第十页，共十五页，编辑于2023年，星期五qv-qvff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第十一页，共十五页，编辑于2023年，星期五qv-qv力f的方向垂直纸面向外力f的方向垂直纸面向外第十二页，共十五页，编辑于2023年，星期五v第十三页，共十五页，编辑于2023年，星期五练习2、带电为+q的粒子在匀强磁场中运动说法正确的是A、只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同。B、如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小不变。

C、洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直。

D、粒子只受到洛伦兹力作用其运动的动能动量均不变B第十四页，共十五页，编辑于2023年，星期五小结１、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力。２、洛伦兹力的方向:左手定则３、洛伦兹力的大小f=qvBsinθ注意：洛伦兹力对运动电荷不做功区分:带电粒子在电场和在磁场中受力