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高三第一轮复习课 课时3磁场对运动电荷的作用 浙江常山第一中学 1 为什么通电导线在磁场中会受力的作用 不通电的为什么不行 结论 安培力是大量运动电荷受洛仑兹力的宏观合力 洛仑兹力的讨论 洛仑兹力大小推导 由f bil出发证明f洛 qvb 建立情景 联系宏观微观 数学推导 一 洛仑兹力 1 磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力 2 大小 f qvb v b 若v与b夹角为 时 则f bqvsin 若v与b夹角为零时 则f 0 3 洛仑兹力方向 左手定则 因负电荷所受的洛仑兹力方向与正电荷相反 因此 负电荷运动时 左手的四指应指向负电荷定向运动的反方向 与安培力类似 在磁场中 当运动电荷的电性 b的方向 v的方向确定时 其f方向也就确定了 一定垂直于b的方向 v的方向所组成的平面 洛仑兹力方向 左手定则 因洛仑兹力总与v垂直 所以 洛仑兹力永远不做功 洛仑兹力只改变速度的方向不改变速度的大小 安培力 洛仑兹力 宏观表现 微观解释 安培力和洛化兹力的关系 例1 磁流体发电机原理图如右 等离子体高速从左向右喷射 两极板间有如图方向的匀强磁场 该发电机哪个极板为正极 两板间最大电压为多少 二带电粒子在无界匀强磁场中的运动 f洛 0匀速直线运动 f洛 bqv匀速圆周运动 f洛 bqv 等距螺旋 0 90 在只有洛仑兹力的作用下 带电粒子在磁场中运动情况研究 1 找圆心 方法2 定半径 3 确定运动时间 注意 用弧度表示 五种常见的磁场中的偏转 例 垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的条形区域内 磁感应强度为b 一个质量为m 电量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从 点垂直飞入磁场区 如图所示 当它飞离磁场区时 运动方向偏转 角 试求粒子的运动速度v以及在磁场中运动的时间t 解析 例1 如图直线mn上方有磁感应强度为b的匀强磁场 正 负电子同时从同一点o以与mn成30 角的同样速度v射入磁场 电子质量为m 电荷为e 它们从磁场中射出时相距多远 射出的时间差是多少 m n b o v 答案为射出点相距 时间差为 关键是找圆心 找半径和用对称 2 带电粒子在半无界磁场中的运动 例2 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的p a 0 点以速度v 沿与x正方向成60 的方向射入第一象限内的匀强磁场中 并恰好垂直于y轴
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