第5节：运动电荷在磁场中受到的力

1、安培力磁场对电流的作用力称为安培力。,一.安培力的方向,左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。,安培力磁场对电流的作用力称为安培力。,一.安培力的方向,【注意】FI，FB。F垂直于B与I构成的平面。但B与I不一定垂直,判断安培力,1、开关S闭合和断开的本质区别是什么？,2、电流是怎样形成的？,猜想：,1、磁场对运动电荷有力的作用吗？,2、应如何判断呢？,思考：,运动电荷在磁场中受到的力,第5节,选修3-1第三章电磁感应,实验：阴极射线管中的带电粒子在磁场中的运动,一、洛伦兹力,1.定义

2、：,运动电荷在磁场中受到的力叫洛伦兹力,2.方向：,左手定则,左手定则,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，让磁感线垂直穿入手心,四指指向负电荷运动的反方向拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。,四指指向正电荷运动的方向拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。,分析下列运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向：,fv、fB，即f垂直于B和v构成的平面,课本P981,安培力与洛伦兹力的关系：,安培力,洛伦兹力,推导：有一段长度为L的通电导体，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数目为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的速率为V，则：,电流I=n

3、qvS,二、洛伦兹力的大小：,由于安培力可以看成每一个运动电荷所受洛伦兹力的合力，故：,适用条件：匀强磁场，电荷运动速度方向跟磁场方向垂直。,当导线与磁场方向垂直时,当运动电荷的速度方向与磁场方向成角时，,当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，f洛为零,Fv、fB，但B与V不一定垂直,二、洛伦兹力的大小：,地球磁场对宇宙射线的阻挡作用,优化设计P1063,电视机的显像管,思考：,1、洛伦兹力与速度的方向有什么关系？,2、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？,3、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？,洛伦兹力对带电粒子永远不做功,FV,洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小,优化设计P761

4、,例1、如图所示，质量为m，电量为+q的小球，可在半径为R的半圆形光滑的绝缘轨道两端点M、N之间来回滚动，磁场B垂直于轨道平面，小球在M（N）处速度为零。若小球在最低点的最小压力为零，则B=，小球对轨道最低点的最大压力为。,例2、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端滑至底端时的速率为V；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率将（）A、变大B、变小C、不变D、条件不足，无法判断,课后练习,优化设计P761，2，3，4优化作业P1061，2，3，4，7,粒子的速度选择器,课本P983,例题分析：例1、电子以速率V0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做功B、磁场对电子的作用力始终不变C、电子的动能始终不变D、电子的速度始终不变,AC,例2带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是A只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同B如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变C洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能、速度均不变,推导：有一段长度为L的通电导体，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数目为