磁场对运动电荷的作用力.

1、提出问题：安培力的微观原因是什么？提出问题：安培力的微观原因是什么？作出猜想作出猜想验证猜想验证猜想（由以下一段引言引入）（由以下一段引言引入）电子显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个电子显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的屏幕发光？从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？两极引起极光？解开这些问题的钥匙，就是磁场对运动解开这些问题的钥匙，就是磁场对运动电荷作用的规律。电荷作用的规律。一、磁场对运动电荷存在作用力一、磁场对运动电荷存在作用力 探索：安培力探索：安培力电荷运动时受磁场力电荷运动时受磁场力验证验证实验表

2、明： 阴极射线管（电子射线管）中的电子束阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力实存在作用力 洛伦兹力：洛伦兹力： 通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现兹力的宏观表现 F安安IB是谁在微观上受到了安培力的最小是谁在微观上受到了安培力的最小分力？正电荷？负电荷？分力？正电荷？负电荷？安培力洛仑兹力磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用因因果果微观原因微观原因宏观表现宏观表现二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向 1 1推理：左手定则判断安培力方向，大推理：左手定则判断安培力方向，大

3、量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向判定洛伦兹力的方向四指的方向电流的方向正电荷的运动方向负电荷运动的反方向二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向 2 2洛伦兹力的方向由左手定则判定洛伦兹力的方向由左手定则判定伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直伸开左手，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，四指指向电流方向，那么大线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力拇指所指的

4、方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向方向（1 1）对于正电荷四指指向电流方向即指向电）对于正电荷四指指向电流方向即指向电荷的运动方向荷的运动方向（2 2）对于负电荷四指指向电流方向即指向电）对于负电荷四指指向电流方向即指向电荷运动的反方向荷运动的反方向BVF请判断洛伦兹力的方向：请判断洛伦兹力的方向：FBv请判断速度的方向：请判断速度的方向：BVF请判断洛伦兹力的方向：请判断洛伦兹力的方向：FBV请判断洛伦兹力的方向：请判断洛伦兹力的方向：BV请判断洛伦兹力的方向：请判断洛伦兹力的方向：长为长为L L、电流为、电流为I I导体在匀强磁场导体在匀强磁场B B中中受到的安培力为多少？受到的安培力为多

5、少？ LIBF长为长为L L、截面积为、截面积为S S、单位体积内的电、单位体积内的电子的个数为子的个数为n, n, 导体中电子的总数为多导体中电子的总数为多少？少？ LSIBF三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小 1 1推导推导设有一段长度为设有一段长度为L，横截面积为横截面积为S的导线，的导线，导线单位体积内含有的自由电荷数为导线单位体积内含有的自由电荷数为n，每个每个自由电荷的电荷量为自由电荷的电荷量为q q，定向移动速率为定向移动速率为V V这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为度为B B的磁场中所受的安培力的磁场中所受的安培力LBnqvSBILF

6、 )(安安 安培力可以看做是作用在每个运动电荷安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数为的运动电荷数为nLS所以洛伦兹力所以洛伦兹力 qvB/nLSFF安qvBF 即：即：适用条件：速度方向与磁场方向垂直适用条件：速度方向与磁场方向垂直 F、v（正电荷）与（正电荷）与B的方向关系示意的方向关系示意BFv思考思考 若V与B方向不垂直，V与B方向的夹角为，洛伦兹力的大小该怎么表达？，洛伦兹力的大小该怎么表达？V2V1思考思考 若V与B方向不垂直，V与B方向的夹角为，洛伦兹力的大小该怎么表达？，洛伦兹力的大小该怎么表达？sin

7、qvBF F、v（正电荷）与（正电荷）与B的方向关系示意的方向关系示意BvFBB四、洛伦兹力的特点 1 1洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于垂直于速度，即垂直于v和和B所组成的所组成的平面平面2 2洛伦兹力对电荷不做功，只改变速洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小度的方向，不改变速度的大小例题例题 下列说法中正确的是：（）下列说法中正确的是：（）A磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向三者总是互相垂直的向三者总是互相垂直的B洛仑兹力方向一定既垂直于磁场方向，洛仑兹力方向一定既垂直于磁场方向，又垂直

8、于电荷运动方向又垂直于电荷运动方向C电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也可能不垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向可能不垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向和运动方向都垂直和运动方向都垂直D根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一定能确定磁场方向定能确定磁场方向BC例题例题 一个电子以速度一个电子以速度v逆着磁感线方向进入一逆着磁感线方向进入一匀强磁场，它在磁场中将做（匀强磁场，它在磁场中将做（ ）A加速直线运动加速直线运动B减速直线运动减速直线运动C匀速圆周运动匀速圆周运动D匀速直线运动匀速直线运动 若垂直磁感线方向进入一若垂直磁感线方

9、向进入一匀强磁场，它在磁场中将做匀强磁场，它在磁场中将做什么运动？什么运动？D例题例题 在阴极射线管上方平行放置一根通有强在阴极射线管上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向从右向左，电流的长直导线，其电流方向从右向左，如图，阴极射线将（如图，阴极射线将（ ）A向纸内偏转向纸内偏转 B向纸外偏转向纸外偏转C向上偏转向上偏转 D向下偏转向下偏转C例题例题带电量为带电量为q的粒子，在匀强磁场中运动，的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是：下面说法正确的是：( )( )A A只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同相同B B如果把如果把q改为改为q，且速度

10、反向大小不且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变CC只要带电粒子在磁场中运动，就一定受只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用洛伦兹力作用D D带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小感应强度小解析：带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关，当速度大小有关，还与速度的方向有关，当v与与B平行时，不管平行时，不管v v、B、q多大，洛伦兹力总为多大，洛伦兹力总为零将零将q改为改为q，且速度等值反向，这时形且速度等值反向，这时形成的电流方

11、向仍跟原来相同，由左手定则和成的电流方向仍跟原来相同，由左手定则和F=qvB可知，洛伦兹力不变可知，洛伦兹力不变所以，正确选项为所以，正确选项为B B例题例题质量质量m=0.110-3kg的小物块，带有电量为的小物块，带有电量为 q=510-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角=30，物块与，物块与斜面间的动摩擦因数斜面间的动摩擦因数=0.4。设整个斜面放在匀强磁场。设整个斜面放在匀强磁场中，中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问：，方向如图，若斜面足够长，问： （1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？ （2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将）如果将磁场反