探究洛倫茲力-滬科版

5.5

探究洛倫茲力第五章磁場(chǎng)與回旋加速器第五章磁場(chǎng)與回旋加速器一、一個(gè)有趣的自然現(xiàn)象在地球的南極和北極常常出現(xiàn)極光南極光北極光如此絢麗多彩的極光是什么原因引起的呢科學(xué)告訴我們：極光的產(chǎn)生與地磁場(chǎng)對(duì)來(lái)自太空的高速帶電粒子的作用有關(guān)第五章磁場(chǎng)與回旋加速器電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的；磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有安培力的作用

。由此可以推斷：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的安培力是由作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力引起的第五章磁場(chǎng)與回旋加速器1892年，荷蘭物理學(xué)家洛倫茲就研究了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的問(wèn)題。為了紀(jì)念洛倫茲對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)，物理學(xué)中將這種力稱(chēng)為洛倫茲力（Lorentzforce）。洛倫茲，(H．A．Lorentz,1853～1928)

洛倫茲力是矢量？還是標(biāo)量？矢量第五章磁場(chǎng)與回旋加速器二、洛倫茲力的方向第五章磁場(chǎng)與回旋加速器觀察與思考：1、在沒(méi)有外加磁場(chǎng)時(shí)，電子束的運(yùn)動(dòng)徑跡是怎樣的？第五章磁場(chǎng)與回旋加速器觀察與思考：2、將磁鐵靠近陰極射線管，電子束的運(yùn)動(dòng)徑跡有沒(méi)有變化？怎樣變化？第五章磁場(chǎng)與回旋加速器觀察與思考：3、改變磁場(chǎng)方向，電子束運(yùn)動(dòng)徑跡又將怎樣變化？第五章磁場(chǎng)與回旋加速器安培力的方向是跟電流和磁場(chǎng)方向垂直的。I你能由此推斷出洛倫茲力的方向嗎？第五章磁場(chǎng)與回旋加速器洛侖茲力的方向跟電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向垂直。判定方法洛倫茲力的方向符合左手定則：——伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，磁感線垂直穿過(guò)手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向．若是負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么四指應(yīng)指向其反方向第五章磁場(chǎng)與回旋加速器【例題1】判斷圖中帶電粒子所受洛侖茲力的方向：ffff【例題2】依運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷圖中帶電粒子的電性。V第五章磁場(chǎng)與回旋加速器三、洛倫茲力的大小設(shè):導(dǎo)線內(nèi)單位體積內(nèi)的電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電量為q，電荷定向運(yùn)動(dòng)的速度為v，陰影部分導(dǎo)線內(nèi)電荷數(shù)為N導(dǎo)線中的電流所受到的安培力運(yùn)動(dòng)電荷的總數(shù)單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷所受到的作用力即f=qvB截面A截面BLI=nqsvF=BIL=BnqsvLN=nsLf=F/N第五章磁場(chǎng)與回旋加速器f=qvB

此公式適用于速度方向與磁場(chǎng)方向垂直的情況單位：洛倫茲力f

牛頓（N）磁感應(yīng)強(qiáng)度B特斯拉（T）帶電量q

庫(kù)侖（C）速度v米/秒（m/s）適用范圍當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行（v//B)時(shí)，電荷不受洛倫茲力作用，即f=0注意第五章磁場(chǎng)與回旋加速器【例題3】在一豎直平面內(nèi)有一質(zhì)量為m，帶電量為q的帶電小球，以速率v垂直進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．求：磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及帶電小球的電性．【理論描述】

1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)；

2.洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。F=BIL與f=qvB的關(guān)系第五章磁場(chǎng)與回旋加速器【例題4】為使從電子槍發(fā)射的電子（質(zhì)量m、電量e、初速度為零）能沿入射方向通過(guò)互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感強(qiáng)度為B）區(qū)域，對(duì)電子的加速電壓為_(kāi)_____Bv0U電子槍小結(jié)洛倫茲力的概念：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力。

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受到的安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力的方向由左手定則判定

1、正電荷的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相同，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反。

2、洛倫茲力垂直于ν與Β所在的平面第五章磁場(chǎng)與回旋加速器洛倫茲力的大小

1.當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直（v⊥B）時(shí)，f=qvB.2.當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行（v//B)時(shí)，電荷