磁场对运动电荷的作用 全国公开课一等奖

第四节磁场对运动电荷的作用复习磁场磁场的产生磁铁的磁场电流的磁场直线电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场条形磁铁蹄形磁铁右手安培定则磁场的描述磁感线磁感应强度B=F/IL磁感应强度的方向匀强磁场磁场的作用对磁极的作用对电流的作用—安培力对运动电荷的作用---落沦滋力大小方向1、运用左手定则判断安培力的方向II2、什么是电流？我们将如何计算电流?答：电荷的定向移动,I=nesv磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向形成由此我们可以想到这个力其实是作用在电荷上的.FF复习运动电荷在磁场中会受到作用力吗？I我们可以这样思考：我们把磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力电荷通过磁场的这个运动过程也形成了一个电流，根据电流垂直通过磁场会受到磁场力的原则，我们可以知道电荷将受到一个磁场力。1、理论推论：实验验证：一、磁场对运动电荷的作用——落沦滋力我们将研究它的方向和大小;落沦滋力的特点;带电粒子在磁场中的运动.vv1、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，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。2、若四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。ff二、洛伦兹力的方向---左手定则小结：落沦滋力与磁场方向垂直，与速度方向垂直。二、洛伦兹力的方向——左手定则vvBvff洛伦兹力方向:由里往外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方向

洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向巩固练习试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vffvfvv洛伦兹力方向垂直纸面向里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？v01、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=0

如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度vo跟磁感强度B的方向平行,粒子将做什么运动？以初速度v0做匀速直线运动三、洛伦兹力的大小我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于02、当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力f最大；vqB三、洛伦兹力的大小当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关：磁感应强度B电荷量q电荷运动快慢v实验表明：磁场越强（磁感强度越大）电荷量越大，运动速度越快，电荷受到的洛伦兹力越大；（三）洛伦兹力的大小

若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。

推导：这段导体所受的安培力：

I的微观表达式：

这段导体中含有的自由电荷数：

每个自由电荷所受的洛伦兹力大小：F=BILI=nqsvN=nLs安培力是洛仑兹力的集体表现，洛仑兹力是安培力产生的原因。2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数）3.方向关系：F安与F洛方向相同4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力

［问题1］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？洛仑兹力：F=qVB(V垂直B）[问题2]：在磁场中洛伦兹力对运动电荷做功吗？磁场对运动电荷的作用与电场对电荷的作用:

洛伦兹力电场力作用对象运动电荷静止或运动电荷力的大小F＝Bqv与电荷运动速度有关F＝Eq与电荷运动速度无关

力的方向与速度v垂直，也与磁场B垂直，先要区别正、负电荷而后用左手定则判定与电场强度E的方向平行，正电荷的受电场力与E方向相同，负电荷受的电场力与E的方向相反

作用效果只改变速度方向，不改变速度大小，不对运动电荷做功，电荷动能不变可改变速度大小、方向，可对运动电荷做功，改变电荷动能注意事项①B＝0，F＝0；F＝0，B不一定为零②电荷正负①E＝0，F＝0；F＝0，E＝0②电荷正负（四）洛伦兹力的意义1、宇宙射线与地磁场2、高科技中的应用2、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则[

]A．带电粒子速度大小改变；B．带电粒子速度方向改变；C．带电粒子速度大小不变；D．带电粒子速度方向不变。CD

摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球从最高处摆到最低处，摆线上拉力T多大？［例2］如图所示，OA是一光滑绝缘斜面，倾角θ＝37°．一质量m＝0.02kg的带电体从斜面上的A点由静止开始下滑．如果物体的带电量q＝－10－2C，垂直纸面向里的匀强磁场B＝2.0T．试求：当物体刚离开斜面时，物体运动的速度及其沿斜面下滑的距离（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，斜面足够长）．如图所示，一根长绝缘细杆与水平方向夹角为θ，质量为m的带＋q的小球套在绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，求小球下滑的最大速度．本堂课的主要内容：