運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受力(一)

1、復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧方向方向: :I IB B3030I IB B運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向安培力安培力: :1 1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力大小大小: :sinBILF F FF F左手定則左手定則為為B B和和I I之間的夾角之間的夾角 2 2、通電導(dǎo)線中的通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢電流是怎樣形成的呢? ?電荷的定向移動(dòng)形成的電荷的定向移動(dòng)形成的nqvSI 例題：例題：一通電導(dǎo)線，橫截面積為一通電導(dǎo)線，橫截面積為S S，單位體積內(nèi)，單位體積內(nèi)有有n n個(gè)可自由移動(dòng)的電荷，電荷的帶電量為個(gè)可自由移動(dòng)的電荷，電荷的帶電量為q q，由于兩端加上

2、電壓，使自由電荷都向右移動(dòng)，由于兩端加上電壓，使自由電荷都向右移動(dòng)，移動(dòng)速度為移動(dòng)速度為v v，求形成的電流大小為多少？，求形成的電流大小為多少？【思考思考】既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用用, ,而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的的. .那么磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作那么磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢用力呢? ?電子射線管的原理電子射線管的原理: : 從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出

3、熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。讓事實(shí)說(shuō)話讓事實(shí)說(shuō)話實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力. . 荷蘭物理學(xué)家，他是荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對(duì)論電子論的創(chuàng)始人、相對(duì)論中洛倫茲變換的建立者，中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（二屆（19021902年）諾貝爾物年）諾貝爾

4、物理學(xué)獎(jiǎng)。被愛(ài)因斯坦稱為理學(xué)獎(jiǎng)。被愛(ài)因斯坦稱為“我們時(shí)代最偉大，最高我們時(shí)代最偉大，最高尚的人尚的人”。荷蘭物理學(xué)家荷蘭物理學(xué)家 洛倫茲洛倫茲( (LorentzLorentz， 185318531928)1928)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用, ,而電流是由電而電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的荷定向運(yùn)動(dòng)形成的, ,且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用力的作用. .所以所以安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn). .一、洛倫茲力的定義一、洛倫茲力

5、的定義為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力? ?安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)安培力安培力洛侖茲力洛侖茲力磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)電流電流的作用的作用磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷的作用的作用因因果果微觀原因微觀原因宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)+IF-IF1.判定安培力方向。判定安培力方向。2.電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。3.安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。4.電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力方向的關(guān)系。方向的關(guān)系。 想一想二、洛倫

6、茲力的方向二、洛倫茲力的方向左手定則：伸開左手左手定則：伸開左手, ,使拇指與其余四指垂直使拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)且處于同一平面內(nèi); ;讓磁感線從掌心進(jìn)入讓磁感線從掌心進(jìn)入, ,使四使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向, ,拇指所指的方向就拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向是正電荷所受洛倫茲力的方向 FvqFv-q如果是如果是負(fù)電荷負(fù)電荷, ,我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向? ?四指的方向四指的方向電流的方向電流的方向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反反方向方向二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向vF FvF F

7、vB BF F垂直于紙面垂直于紙面向外向外F F垂直于紙面垂直于紙面向外向外v甲甲乙乙丙丙丁丁訓(xùn)練鞏固：訓(xùn)練鞏固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力的方向場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力的方向 B BB BB B1 1、以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的、以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正、負(fù)正、負(fù)電荷受到電荷受到的洛倫茲力方向的洛倫茲力方向相反相反2 2、洛倫茲力的方向、洛倫茲力的方向垂直垂直于于v v和和B B組成的平面組成的平面B F洛洛v洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)? ?當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫

8、茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)的大小跟三個(gè)因素相關(guān): :1.1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B2.2.電荷量電荷量q q3.3.電荷運(yùn)動(dòng)快慢電荷運(yùn)動(dòng)快慢v v三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小v vv vv vv v三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小IF(1)(1)通電導(dǎo)線中的電流通電導(dǎo)線中的電流(2)(2)通電導(dǎo)線所受的安培力通電導(dǎo)線所受的安培力(3)(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)(4)每個(gè)電荷所受的洛倫茲力每個(gè)電荷所受的洛倫茲力nqvSI LnqvSBBILF)(安設(shè)有一段長(zhǎng)設(shè)有一段長(zhǎng)L L，橫截面積，橫截面積S S的導(dǎo)線，的導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)單位體積內(nèi)的自由

9、電荷數(shù)n n，每個(gè)自由，每個(gè)自由電荷的電荷量電荷的電荷量q q，自由電荷定向移動(dòng)的，自由電荷定向移動(dòng)的速率速率v v. . 這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度入磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求nSLN qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛qvBF洛電荷量為電荷量為q q的粒子以速度的粒子以速度v v運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,如果速如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直, ,那么粒子所受那么粒子所受的洛倫茲力為的洛倫茲力為( (v v垂直垂直B)B)三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小問(wèn)題問(wèn)題: :若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng)若帶電粒子不垂

10、直射入磁場(chǎng), ,粒子粒子受到的洛倫茲力又如何呢受到的洛倫茲力又如何呢? ?V2V1( (vBvB) )( (vBvB) )特例特例: :qvBF洛0洛F當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B B方方向的夾角為向的夾角為，電荷所受的洛倫茲力大小為，電荷所受的洛倫茲力大小為 單位：?jiǎn)挝唬篎 F(N)(N)，q q(C(C) )，v(m/sv(m/s), ), B B(T)(T)三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小sinqvBF洛課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)電子的速率電子的速率v=3106m/s,垂直射入垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中場(chǎng)中,它受到的洛倫茲力是多

11、大它受到的洛倫茲力是多大?當(dāng)一帶正電當(dāng)一帶正電q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺線管中軸線進(jìn)沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管入該通電螺線管, ,若不計(jì)重力若不計(jì)重力, ,則則( )( )A A帶電粒子速度大小改變帶電粒子速度大小改變B B帶電粒子速度方向改變帶電粒子速度方向改變C C帶電粒子速度大小不變帶電粒子速度大小不變D D帶電粒子速度方向不變帶電粒子速度方向不變課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)電荷量為電荷量為q q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是( )( )A A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B B如果把如果把q q改為改為-q-q，且速度反向，大小不變，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變則洛倫茲力的大小方向不變C C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D D粒子的速度一定變化粒子的速度一定變化1 1、洛倫茲力、洛倫茲