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磁场对运动电荷的作用力 复习 1 磁场对通电导线的作用力的大小和方向 2 电流是如何形成的 3 由上述的两个问题你可以想到什么 磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现 也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用 一 磁场对运动电荷的作用力 演示 阴极射线在磁场中的偏转 1 没有磁场时 接通高压电源可以观察到什么现象 2 光束实质上是什么 3 若在电子束的路径上加磁场 可以观察到什么现象 4 改变磁场的方向 通过观察从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向 实验表明 1 阴极射线管 电子射线管 中的电子束在磁场中发生偏转 磁场对运动的电荷存在力的作用 2 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力 3 通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现 二 洛伦兹力的方向 1 推理 左手定则可以判断安培力的方向 大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力 所以可以用左手定则判断洛伦兹力的方向 2 用来判定洛伦兹力方向的左手定则 伸开左手 使拇指与其余四个手指垂直 并且与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心进入 并使四指指向正电荷运动的方向 这时拇指所指的方向就是运动正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向 四指所指的是正电荷运动的方向 若为负电荷应使四指指向负电荷运动的反方向 课堂练习 1 判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 f垂直纸面向里 f垂直纸面向外 三 洛伦兹力的大小 设有一段长为L 横截面积为S的直导线 单位体积内的自由电荷数为n 每个自由电荷的电荷量为q 自由电荷定向移动的速率为v 这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中 求 1 通电导线所受的安培力 2 这段导线内的自由电荷数 3 每个电荷所受的洛伦兹力 如果通电导线不和磁场方向垂直 怎么办 适用条件 速度方向与磁场方向垂直 速度v与磁场B的方向夹角为 时 四 洛伦兹力的特点 1 洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向 又垂直于速度方向 即垂直于磁场和速度所组成的平面 2 洛伦兹力对电荷不做功 即不改变速度的大小 只改变速度的方向 比较电场和磁场对电荷的作用力 1 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力力的作用 2 电场力的大小F qE 洛伦兹力的大小F qvBsin 3 电场力方向与电场方向平行 4 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 电场力对运动的电荷不一定做功 洛伦兹力对运动的电荷一定不做功 例题 电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中 则 A 磁场对电子的作用力始终不变 B 磁场对电子的作用力始终不做功C 电子的速度始终
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