【物理】洛倫茲力課件-2023-2024學(xué)年高中物理選擇性必修第二冊魯科版

1.2洛倫茲力洛倫茲力的定義：物理學(xué)中，把磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家洛倫茲力的方向判斷——左手定則如圖所示，伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這是拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。注意：判斷下列各圖洛倫茲力的方向FFFF洛倫茲力的大小推導(dǎo)：設(shè)導(dǎo)線中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為ｎ，自由電荷量記為ｑ，定向移動的速度為ｖ，設(shè)長度為L的導(dǎo)線中的自由電荷在ｔ時間內(nèi)全部通過橫截面，橫截面面積為S，則通過的電荷量為Q。根據(jù)安培力公式F安＝BIL，可做如下推導(dǎo)：根據(jù)有又有F安=ILB推得F安=nqvSLB這段導(dǎo)線中含有的運動的電荷數(shù)為nLS,而安培力是磁場作用在這段導(dǎo)線中的每個運動電荷上的洛倫茲力的合力，推得：微觀：運動電子在磁場中受洛倫茲力宏觀：電流在磁場中受安培力洛侖茲力的大小1.當速度與磁場方向垂直時（v⊥B）2.當速度與磁場方向平行時（v

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B）3.當速度與磁場方向成特定角度時判斷下列各圖洛倫茲力的方向和大小F=qvBF=qvBsin30F=qvBF=qvB帶電粒子在磁場中的運動用洛倫茲力演示儀觀察運動電子的軌跡實驗現(xiàn)象（1）不加磁場時——軌跡為直線。（2）加上勻強磁場時，令電子垂直第射入磁場——軌跡為圓。（3）保持電子速度不變，改變磁感應(yīng)強度——磁感應(yīng)強度越大，圓形軌跡的半徑越?。?）保持磁感應(yīng)強度不變，改變射進的電子的速度——速度越大，圓周運動的半徑越大。實驗結(jié)論（1）當帶電粒子以垂直于磁場的方向進入勻強磁場時，粒子做勻速圓周運動（2）當帶電粒子的初速度方向與磁場方向成θ角時，粒子做等螺距螺旋運動洛侖茲力與電場力的比較洛倫茲力磁場對運動電荷的作用力電場力洛倫茲力只改變電荷速度的方向，不改變速度的大小F=qEF=qvB(v⊥B)洛倫茲力一定是F⊥B，F(xiàn)⊥vv≠0,且v不與B平行正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷相反洛倫茲力可能做正功、負功，也可能不做功任何情況下都不做功可改變電荷的速度大小和方向電場中的電荷一定受到電場力的作用產(chǎn)生條件大小力的方向與場的關(guān)系概念做功情況作用效果

例題1、

如圖所示，帶正電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強磁場，關(guān)于小球運動和受力說法正確的是（）A．小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力水平向右 B．小球運動過程中的速度不變 C．小球運動過程的加速度保持不變 D．小球受到的洛倫茲力對小球做正功A做勻速圓周運動的半徑和周期（1）軌道半徑做由于洛倫茲力提供向心力，則有

，得到軌道半徑為,粒子的軌道半徑與粒子的速率成正比。

（2）周期由軌道半徑與周期之間的關(guān)系知

（與v、r無關(guān)）

例題2、如圖所示，在水平線上方有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．α粒子，和氘核（

）從同一位置O垂直射入磁場中，如果測得這兩個帶電粒子做圓周運動的軌道半徑R相同，下列說法正確的是（）A．α粒子和氘核的動量大小之比為1：1