第五节洛伦兹力概述.ppt

* * * * * * * * 第五节 研究洛伦兹力 左手定则： 磁感线穿过手心 四指指向电流方向 大拇指所为安培力方向 1、安培力的方向——左手定则 2、安培力的大小（B⊥I） 回 顾 1、电流是如何形成的？ 3、磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？ 2、电流与电荷运动的关系？ 思 考 磁场对运动电荷的作用 阴极射线管——观察电子束运动径迹的装置 磁场对运动电荷的作用 未加磁场时的电子束运动径迹 电子束在磁场中的偏转 磁场对运动电荷的作用力—洛伦兹力 洛伦兹力的方向判断——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，把手放入磁场中，磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向． 若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。 安培力F安： 磁感线穿过手心 四指指向电流方向 拇指所指是安培力方向 洛伦兹力f洛： 磁感线穿过手心 四指指向正电荷运动方向 或负电荷运动反方向 拇指所指是f洛方向 左 手 定 则 + v - v - v + v 练习1、试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。 F F F向内 F向外 练习2、如图所示，在阴极射线管正上方平行放 一通有强电流的长直导线，则阴极射线将(　　) D A．向纸内偏 B．向纸外偏 C．向下偏转 D．向上偏转 安培力与洛伦兹力的关系 磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力是磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力)的宏观表现。 即： 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现 2.洛伦兹力是安培力的微观本质 当然，两者也有区别！ 安培力与洛伦兹力的关系 磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力是磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力)的宏观表现。 即： 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现 2.洛伦兹力是安培力的微观本质 当然，两者也有区别！ 若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小? - - - - - - - - - - - - - - - I 洛伦兹力的大小 设:导线内单位体积内的电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷定向运动的速度为v，阴影部分导线内电荷数为N (1)当 v⊥B 时，f ＝qvB。 (2)当 v∥B 时，f ＝0，即电荷运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。 (3)当 v＝0 时，f ＝0，即静止电荷不受洛伦兹力。 (4)当运动电荷的速度v方向与磁感应 强度B的方向不垂直时，设夹角为θ， 则f=qvBsinθ。 练习3、关于电荷在磁场中的受力， 下列说法中正确的是(　　) A．静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷 一定受到洛伦兹力的作用 B．洛伦兹力的大小始终满足 f＝qvB C．若电荷穿过某一空间而未发生偏转(不计其他力)， 则此空间一定不存在磁场 D．带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦 兹力的作用 D 练习4、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做(　　) A．匀速直线运动　　 B．匀速圆周运动 C．加速减速交替的运动 D．来回振动 A 练习5、 向里 无 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． 练习6极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图所示．这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（） A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B．空气阻力做负功，使其动能减小 C．靠近南北两极磁感应强度增强 D．以上说法都不对 答案BC 洛伦兹力和电场力的比