磁场对运动电荷的作用力

磁场对运动电荷的作用力第1页，课件共23页，创作于2023年2月磁场对通电导线有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用.第2页，课件共23页，创作于2023年2月一、磁场对运动电荷存在作用力探索：安培力→电荷运动时受磁场力→验证．第3页，课件共23页，创作于2023年2月实验表明：阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力．通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现．第4页，课件共23页，创作于2023年2月二、洛伦兹力的方向

1．推理：左手定则判断安培力方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向．第5页，课件共23页，创作于2023年2月2．洛伦兹力的方向由左手定则判定

伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向．（1）对于正电荷四指指向电流方向即指向电荷的运动方向．（2）对于负电荷四指指向电流方向即指向电荷运动的反方向．第6页，课件共23页，创作于2023年2月例题如图表示磁场B的方向、电荷运动v的方向和磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系，其中B、v、f的方向两两相垂直，正确的图是()第7页，课件共23页，创作于2023年2月例题画出图中带电粒子所受洛仑兹力的方向或粒子运动方向．第8页，课件共23页，创作于2023年2月三、洛伦兹力的大小

1．推导设有一段长度为L，横截面积为S的导线，导线单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动速率为V．这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中所受的安培力．第9页，课件共23页，创作于2023年2月安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数为nLS所以洛伦兹力即：适用条件：速度方向与磁场方向垂直

第10页，课件共23页，创作于2023年2月f、v（正电荷）与B的方向关系示意Bfv第11页，课件共23页，创作于2023年2月思考若V与B方向不垂直，V与B方向的夹角为θ，洛伦兹力的大小该怎么表达？第12页，课件共23页，创作于2023年2月f、v（正电荷）与B的方向关系示意BvfB⊥B∥θ第13页，课件共23页，创作于2023年2月四、洛伦兹力的特点1．洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于v和B所组成的平面．2．洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小．第14页，课件共23页，创作于2023年2月显象管的工作原理第15页，课件共23页，创作于2023年2月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16页，课件共23页，创作于2023年2月例题下列说法中正确的是：（）

A．磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向三者总是互相垂直的

B．洛仑兹力方向一定既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向

C．电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也可能不垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向和运动方向都垂直

D．根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一定能确定磁场方向第17页，课件共23页，创作于2023年2月例题一个电子以速度v逆着磁感线方向进入一匀强磁场，它在磁场中将做（）A．加速直线运动 B．减速直线运动C．匀速圆周运动 D．匀速直线运动第18页，课件共23页，创作于2023年2月例题在阴极射线管上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向从右向左，如图，阴极射线将（）A．向纸内偏转B．向纸外偏转 C．向上偏转D．向下偏转第19页，课件共23页，创作于2023年2月例题带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是：A．只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变C．只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用D．带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小第20页，课件共23页，创作于2023年2月解析：带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关，当v与B平行时，不管v、B、q多大，洛伦兹力总为零．将＋q改为－q，且速度等值反向，这时形成的电流方向仍跟原来相同，由左手定则和F=qvB可知，洛伦兹力不变．所以，正确选项为B第21页，课件共23页，创作于2023年2月例题质量m=0.1×10-3kg的小物块，带有电量为q=5×10-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角α=30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问：（1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？（2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？