四、磁场对运动电荷的作用 (2)

1、岳口高中物理组：黎兵岳口高中物理组：黎兵极极 光光复习：复习：磁场对电流是否有作用力？磁场对电流是否有作用力？b.安培力是作用在运动电荷上的作用力的宏观表现。猜想：猜想：a.磁场对电流的作用力可能是作用在运动电荷上的。电流是如何形成的？电流是如何形成的？射线管结构：射线管结构：实验验证实验验证实验验证实验验证: : 安培力电荷运动时受磁场力验证实验表明：实验表明：1、现象:电子束在磁场中发生偏转。 结论: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、安培力是洛伦兹力的宏观表现。VNSF一一. .洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向类比类比1. 1.类比类比推理推

2、理2.2.实验验证实验验证: :磁场, 速度,洛伦兹力方向关系一一. .洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向一一. .洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，直穿过手心，四指指向电流方向四指指向电流方向，那么大拇指所，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向（1）对于正电荷,四指指向电流方向即指向正电荷的运动方向（2）对于负电荷,四指指向电流方向即指向负电荷运动的反方向1. 1.归纳归纳: :FF

3、-qv丙丙+qv丁丁f垂直纸面向里垂直纸面向里f垂直纸面向外垂直纸面向外乙乙甲甲二、洛伦兹力的大小二、洛伦兹力的大小思考与讨论思考与讨论： 带电粒子静止时，受不受洛伦兹力带电粒子静止时，受不受洛伦兹力的作用？的作用？ 带电粒子平行磁场运动时，受不受带电粒子平行磁场运动时，受不受洛伦兹力的作用？洛伦兹力的作用？带电粒子平行磁场运动时，不受洛伦兹力带电粒子平行磁场运动时，不受洛伦兹力实验验证实验验证: :例例2 2、在长直导线、在长直导线ABAB附近附近, ,有一带有一带正电的小球由绝缘线悬挂于正电的小球由绝缘线悬挂于O O点点, ,如图如图, ,当导线中有恒定电流时当导线中有恒定电流时, ,小球

4、是否受小球是否受洛伦兹力洛伦兹力,若受洛伦若受洛伦兹力方向如何兹力方向如何?I I+q+q答案答案: :不受不受例例3 3、当一带正电当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 A A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。 C DC D 二、洛伦兹力的大小二、洛伦兹力的大小公式推导：通电导体的长度：L 每个电荷的带电量：q导体横截面积：S 单位体

5、积的电荷数：n 电荷定向移动的速率：v思考与讨论思考与讨论: :1. 1.电流的微观表达式是什么电流的微观表达式是什么? ?2.2.安培力的表达式安培力的表达式是什么是什么? ?3.3.导体中定向移动电荷导体中定向移动电荷 的数目是多少的数目是多少? ?4.4.洛伦兹力的表达式呢洛伦兹力的表达式呢? ?二、洛伦兹力的大小二、洛伦兹力的大小公式推导：F =qvB例例4 4、一、一磁感应强度为磁感应强度为B,B,方方向如图的匀强磁场向如图的匀强磁场, ,问问磁场过程中磁场过程中小球小球作何运动作何运动? ?为什么为什么? ?答案答案: :小球继续作匀速直线运动小球继续作匀速直线运动 三、洛伦兹力的

6、意义三、洛伦兹力的意义三、洛伦兹力的意义三、洛伦兹力的意义谢谢!2009.12.27 洛伦兹，洛伦兹，1853年生于荷兰，少年时就对物年生于荷兰，少年时就对物理学兴趣，同时还广泛地阅读历史和小说，并理学兴趣，同时还广泛地阅读历史和小说，并且熟练地掌握多门外语。且熟练地掌握多门外语。 他是一名全能物理学家，在物理学的许多他是一名全能物理学家，在物理学的许多领域中都做出了不可磨灭的贡献。创立了电子论，领域中都做出了不可磨灭的贡献。创立了电子论，从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的作用即洛伦兹力，提出洛伦兹变换公式。同时也是一名出色的物作用即洛伦兹力，提出

7、洛伦兹变换公式。同时也是一名出色的物理教育家，他为人热诚、谦虚受到爱因斯坦、薛定谔和其他青年理教育家，他为人热诚、谦虚受到爱因斯坦、薛定谔和其他青年一代理论物理学家的尊敬。他们多次到洛伦兹从教的莱顿大学请一代理论物理学家的尊敬。他们多次到洛伦兹从教的莱顿大学请教。爱因斯坦曾说过，他一生中受洛伦兹影响最大。教。爱因斯坦曾说过，他一生中受洛伦兹影响最大。 1902年洛伦兹和他的学生塞曼共同获得了诺贝尔物理学奖。年洛伦兹和他的学生塞曼共同获得了诺贝尔物理学奖。极极 光光 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为有一种能量被称为“太阳风太阳风”。这是一束可以。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400400公公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿