安培力與洛倫茲力對(duì)比

關(guān)于安培力與洛倫茲力對(duì)比第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三◆復(fù)習(xí)回憶◆1、電流在磁場(chǎng)中受安培力大小的公式如何？公式適用的條件是什么？2、安培力的方向如何？應(yīng)如何判斷？◆安培力大小：F=BIL適用條件：電流方向和磁場(chǎng)方向垂直?！舭才嗔Φ姆较蚺c磁場(chǎng)方向垂直，與電流方向垂直；應(yīng)用左手定則判斷。第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三電流是電荷的定向移動(dòng)形成的，磁場(chǎng)對(duì)電流能產(chǎn)生力的作用，那么，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中是否也同樣受到力的作用呢？問題第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三課題：《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》課件教師：祝平原第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三陰極陽極狹縫熒光屏電子束真空電子射線管洛倫茲力第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三NS１第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三SN２第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)結(jié)果

(1).在沒有外磁場(chǎng)時(shí),電子沿直線前進(jìn),表明運(yùn)動(dòng)的電荷沒有受到力的作用.(2).當(dāng)有外磁場(chǎng)時(shí),電子束運(yùn)動(dòng)的軌跡發(fā)生彎曲,表明運(yùn)動(dòng)電荷受到磁場(chǎng)的作用力.第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三洛倫茲力1.洛倫茲力定義：磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力。2.驗(yàn)證：第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三★精密實(shí)驗(yàn)結(jié)論★1、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受力的作用——“洛倫茲力”。（注：V∥B時(shí)運(yùn)動(dòng)電荷不受力）2、所受洛倫茲力的方向與磁場(chǎng)方向垂直，與運(yùn)動(dòng)方向也垂直；且遵守“左手定則”——

“平伸左手，拇四垂直，磁感線垂直穿入手心，讓四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向，拇指所指為洛倫茲力的方向?！?、由以上內(nèi)容可以看出安培力和洛倫茲力的關(guān)系——安培力是洛倫力的宏觀表現(xiàn)；或者說：安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的合力。第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三鞏固練習(xí)：1、請(qǐng)標(biāo)出下列各圖中帶電粒子的洛倫茲力方向×

×××××

×××××

×××××

××××VB+q

×

×××××

×××××

×××××

××××VB－qVB＋qBV－qABCDFF不受力垂直紙面向外????????????????????BVB方向向上或向下2、請(qǐng)標(biāo)出下列各圖中粒子所處的磁場(chǎng)方向或粒子的電性或粒子運(yùn)動(dòng)方向。＋qFVFF×

×××××

×××××

×××××

××××＋q????????????????????BB－qVABCD不受力V－q第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三洛倫茲力的大?。涸O(shè)有一段長為L，截面積為S的導(dǎo)體，通以電流強(qiáng)度為I的電流放入磁場(chǎng)中，導(dǎo)體與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，磁感強(qiáng)度為B，導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電荷，電量為q，定向移動(dòng)速率為V。導(dǎo)體所受的安培力為：F安

=BIL導(dǎo)體中的電流有：I=nqVS安培力與每一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受洛倫茲力的關(guān)系：

F安

=LSnF洛對(duì)上面三式進(jìn)行處理得：F洛

=BVq結(jié)論：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)所受的洛倫茲力大小與磁感強(qiáng)度、電荷速度、電荷電量均成正比。第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析思考并論述：1、洛倫茲力在電荷運(yùn)動(dòng)中的做功情況？2、洛倫茲力在帶電物體運(yùn)動(dòng)中對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響如何？

◆洛倫茲力由于總與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以洛倫茲力不做功。這一點(diǎn)與安培力不同，請(qǐng)同學(xué)們理解、牢記?！粲捎诼鍌惼澚Σ蛔龉?，所以在帶電物體的運(yùn)動(dòng)中，洛倫茲力不影響物體的速率，只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向。第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三知識(shí)梳理：1、運(yùn)動(dòng)電荷在速度與磁場(chǎng)方向不平行時(shí)受磁場(chǎng)的作用力——洛倫茲力F2、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力是形成電流的運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。3、洛倫茲力的方向垂直于磁場(chǎng)方向，垂直于運(yùn)動(dòng)方向，遵守左手定則。（洛倫茲力不做功）4、洛倫茲力的大小：F=BVq

5、洛倫茲力的大小和方向都與磁場(chǎng)的B及運(yùn)動(dòng)速度V有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三思考與討論1、如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),初速度方向與磁場(chǎng)方向垂直,粒子僅在洛倫茲力的作用下將作什么運(yùn)動(dòng)?+qv-qv第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2、沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供做向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大小。1、帶電微觀粒子的質(zhì)量很小，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛倫茲力遠(yuǎn)大于它的重力，因此可以把重力忽略不計(jì)，認(rèn)為只受洛倫茲力作用。第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑3、圓周運(yùn)動(dòng)的周期第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三例題分析：1、如圖所示，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互正交，一個(gè)質(zhì)子以速度V0并跟E、B都垂直的方向從A點(diǎn)射入，質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為e，當(dāng)質(zhì)子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，偏離射入方向的距離為d，則質(zhì)子在C點(diǎn)的速率為多大××××××××××××××××××××EBACd？第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2、質(zhì)量為m電量為＋q的小物塊放在斜面上，斜面傾角為α，物塊與斜面間摩擦系數(shù)為μ

，設(shè)整個(gè)斜面置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，斜面足夠長，物塊向下滑動(dòng)能達(dá)到的最大速度是多少α×

×××××

×××××

×××××

×××××

×××××

×××××

××××××××××××

××××××××××××

××××××××××××

×××××GNFf例題分析：？第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三課堂練習(xí)：1、在一個(gè)長直螺線管中能入方向周期性變化的電流，然后沿螺線管中心軸線射入一個(gè)電子，電子在管內(nèi)所作的運(yùn)動(dòng)將是（）

A、勻速直線運(yùn)動(dòng)B、勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C、往復(fù)運(yùn)動(dòng)D、螺旋運(yùn)動(dòng)2、從東向西運(yùn)動(dòng)的電子，由于受到地球磁場(chǎng)的作用，將會(huì)偏向（）

A、南方B、北方C、上方D、下方3、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，實(shí)質(zhì)上是磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線中作用力的宏觀表現(xiàn)。所以，洛倫茲力是對(duì)的作用力。

AC

運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三4、（1992年高考題）如圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知從左側(cè)水平射入的電子，穿過這一區(qū)域未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)電子重力不計(jì)，則這個(gè)區(qū)域內(nèi)的E和B的方向可能是（）

A、E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同

B、E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反

C、E豎直向上，B垂直紙面向外

D、E豎直向上，B垂直紙面向里vEBAB課堂練習(xí)第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三

作業(yè)；

1、整理本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容；

2、完成課本上的練習(xí)題。第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三解：處理物體運(yùn)動(dòng)問題，要從受力分析入手，質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)過程中受兩個(gè)力作用，電場(chǎng)力和洛倫茲力，由力的性質(zhì)知，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡非常復(fù)雜，所以只能用動(dòng)能定理解。洛倫茲力不做功，所以吸電場(chǎng)力做功。由動(dòng)能定理得：eEd=mVt2/2－mV02/2解得：2eEd＋mV02mVt=第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三物塊開始下滑時(shí)速度不斷增大，由F=qvB可知，F(xiàn)增大，而摩擦力f=μ（mgcosα+F）也增大，故合力F合

=mgsin－f在不斷減小。分析解答：物塊下滑時(shí)的受力情況如圖所示。當(dāng)F合=0時(shí)，加速度a=0，物塊速度達(dá)到最大，此后物塊便作勻速直線運(yùn)動(dòng)。所以速度達(dá)到最大的條件是F合

=0即有：

mgsi