磁場對運(yùn)動電荷的作用力

磁場對運(yùn)動電荷的作用力第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，電流是由電荷的定向移動形成的由此我們會想到：磁場對通電導(dǎo)線的安培力可能是作用在大量運(yùn)動電荷上的力的宏觀表現(xiàn)，也就是說磁場對運(yùn)動電荷可能有力的作用.第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月一、磁場對運(yùn)動電荷存在作用力探索：安培力→電荷運(yùn)動時受磁場力→驗證．第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗表明：陰極射線管（電子射線管）中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場對運(yùn)動電荷確實(shí)存在作用力．洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力叫做洛倫茲力．通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二、洛倫茲力的方向

1．推理：左手定則判斷安培力方向，大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向．第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2．洛倫茲力的方向由左手定則判定

伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電流方向，那么大拇指所指的方向就是運(yùn)動電荷所受的洛倫茲力方向．（1）對于正電荷四指指向電流方向即指向電荷的運(yùn)動方向．（2）對于負(fù)電荷四指指向電流方向即指向電荷運(yùn)動的反方向．第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題如圖表示磁場B的方向、電荷運(yùn)動v的方向和磁場對運(yùn)動電荷作用力f方向的相互關(guān)系，其中B、v、f的方向兩兩相垂直，正確的圖是()第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題畫出圖中帶電粒子所受洛侖茲力的方向或粒子運(yùn)動方向．第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月三、洛倫茲力的大小

1．推導(dǎo)設(shè)有一段長度為L，橫截面積為S的導(dǎo)線，導(dǎo)線單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動速率為V．這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中所受的安培力．第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月安培力可以看做是作用在每個運(yùn)動電荷上的洛倫茲力的合力，這段導(dǎo)線中含有的運(yùn)動電荷數(shù)為nLS所以洛倫茲力即：適用條件：速度方向與磁場方向垂直

第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月f、v（正電荷）與B的方向關(guān)系示意Bfv第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月思考若V與B方向不垂直，V與B方向的夾角為θ，洛倫茲力的大小該怎么表達(dá)？第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月f、v（正電荷）與B的方向關(guān)系示意BvfB⊥B∥θ第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月四、洛倫茲力的特點(diǎn)1．洛倫茲力的方向既垂直于磁場，又垂直于速度，即垂直于v和B所組成的平面．2．洛倫茲力對電荷不做功，只改變速度的方向，不改變速度的大?。?4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月顯象管的工作原理第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月地磁場和太陽風(fēng)地球周圍空間有地磁場，兩極強(qiáng)，中間弱。從太陽或其他星體上，時刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射線。地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動方向，對宇宙射線起了一定的阻擋作用。第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題下列說法中正確的是：（）

A．磁場方向、電荷運(yùn)動方向、洛侖茲力方向三者總是互相垂直的

B．洛侖茲力方向一定既垂直于磁場方向，又垂直于電荷運(yùn)動方向

C．電荷運(yùn)動方向與磁場方向可能垂直，也可能不垂直，但洛侖茲力方向一定與磁場方向和運(yùn)動方向都垂直

D．根據(jù)電荷運(yùn)動方向和洛侖茲力方向，一定能確定磁場方向第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題一個電子以速度v逆著磁感線方向進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場，它在磁場中將做（）A．加速直線運(yùn)動 B．減速直線運(yùn)動C．勻速圓周運(yùn)動 D．勻速直線運(yùn)動第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題在陰極射線管上方平行放置一根通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，其電流方向從右向左，如圖，陰極射線將（）A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B．向紙外偏轉(zhuǎn) C．向上偏轉(zhuǎn)D．向下偏轉(zhuǎn)第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題帶電量為＋q的粒子，在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，下面說法正確的是：A．只要速度大小相同，所受的洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為－q，且速度反向大小不變，則所受的洛倫茲力大小、方向均不變C．只要帶電粒子在磁場中運(yùn)動，就一定受洛倫茲力作用D．帶電粒子受洛倫茲力小，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度小第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：帶電粒子在磁場中所受的洛倫茲力，不但與速度大小有關(guān)，還與速度的方向有關(guān)，當(dāng)v與B平行時，不管v、B、q多大，洛倫茲力總為零．將＋q改為－q，且速度等值反向，這時形成的電流方向仍跟原來相同，由左手定則和F=qvB可知，洛倫茲力不變．所以，正確選項為B第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例題質(zhì)量m=0.1×10-3kg的小物塊，帶有電量為q=5×10-4C的正電荷，放在斜面上，斜面的傾角α=30°，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4。設(shè)整個斜面放在勻強(qiáng)磁場中，B=0.5T，方向如圖，若斜面足夠長，問：（1）物塊下滑時，能達(dá)到的最大速率為多少？（2）如果將磁場反向，其他條件不變，物塊下滑時將發(fā)生什么情況？