物理洛伦兹力PPT学习教案

1、会计学1物理洛伦兹力物理洛伦兹力实验现象：实验现象：1.在没有外磁场时，电子束在没有外磁场时，电子束沿直线运动，。沿直线运动，。结论：结论：磁场对运动电荷有磁场对运动电荷有力作用。力作用。 2.将蹄形磁铁靠近阴极将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲动轨迹发生了弯曲第1页/共16页分析：分析：磁场对电流有安培力的作用，而电流是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。所以磁场对电流的由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的就是磁场对运动电荷的作用力的就是磁场对运动电荷的作用力的。即：。即： 是是的的 是是的的第2页/共16页左手定则：左手定则：伸

2、开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指四指指向与形成的电流方向一致，指向与形成的电流方向一致，那么拇指所指的方那么拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向 第3页/共16页vv1 1、形成电流的方向、形成电流的方向与与正电正电荷荷运动方向运动方向相同，所以相同，所以四四指指向正电荷运动的方向指指向正电荷运动的方向，2 2、形成的电流方向、形成的电流方向与与负电荷负电荷运动方向运动方向相反，所以相反，所以四指指四指指向负电

3、荷运动的向负电荷运动的反方向反方向，ff正电荷：负电荷：第4页/共16页q竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上垂直纸面向垂直纸面向内内 垂直纸面向垂直纸面向外外1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向向 第5页/共16页F vF vF BF B第6页/共16页IBFvvvv 设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单的直导线，单位体积内的自由电荷数为位体积内的自由电荷数为n n，每个自由电荷的电，每个自由电荷的电荷量为荷量为q q，自由电荷定向移动的速率为，自由电荷定向移动的速率为v v。这段通。这段通电导线垂直磁场方向放

4、入磁感应强度为电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强的匀强磁场中，求磁场中，求（1 1）通电导线中的电流）通电导线中的电流（2 2）通电导线所受的安培力）通电导线所受的安培力（3 3）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由电荷数（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力第7页/共16页导线中的电流强度导线中的电流强度 I =导线中的电荷的总个数为导线中的电荷的总个数为N =每个电荷受力为每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为导线受安培力为 F安安 =BIL=BnqSvLqvBnLSBnqvSLNFF安洛第8页/共16页试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力

5、的情况如何试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何 v0当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小f=0f=0 如果带电粒子射入匀强磁场时如果带电粒子射入匀强磁场时, ,初速度初速度v vo o跟磁感强度跟磁感强度B B的方向平的方向平行行, ,粒子将做什么运动？粒子将做什么运动？以初速度以初速度v v0 0做匀速直线运动做匀速直线运动我们知道：当电流方向跟磁场方向平我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于行时安培力等于0第9页/共16页V问题若此电子不垂直射入磁场，电子受到的问题若此电子不垂直射入磁场，电子受到

6、的洛伦兹力又如何呢洛伦兹力又如何呢 ？sin (FBqvB v 为 与的夹角）三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小V/V第10页/共16页 F F洛洛=qVB ( VB=qVB ( VB） F F洛洛= 0 ( VB= 0 ( VB）当当V V与与B B成一角度成一角度时时 F F洛洛=qVBsin=qVBsin 第11页/共16页第12页/共16页第13页/共16页qEqvB EvB 在电、磁场中，若不计重力，则在电、磁场中，若不计重力，则：速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；注意电场和磁场的方向搭配。注意电场和磁场的方向搭配。第14页/共16页速度选

7、择器：速度选择器：（1）任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。）任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。（2）带电粒子必须以唯一确定的速度）带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。即有确定的入口和出口。偏转。即有确定的入口和出口。（3）这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都无关。）这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都无关。 v若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大