3.5磁场对运动电荷的作用

1、3.5 磁场对运动电荷的作用,接通电源后，导线将怎样运动?,N,S,安培力 磁场对电流的作用力,电流 电荷的定向移动,实验验证,探索：安培力电荷运动时受磁场力验证,点击右图观看实验,（一）运动电荷在磁场中受到的作用力,我们把这个力称为洛伦兹力。,安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。,荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。,（18531928）,洛伦兹,1.判定安培力方向。 2.电流方向和电荷运动方向的关系。 3.F安的方向和洛伦

2、兹力方向的关系。 4.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系。,想一想,伸开左手，使拇指和其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。,（二）洛伦兹力方向的判断左手定则,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。,试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。,F向内,F向外,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

3、场中。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小?,I,（三）洛伦兹力的大小,这段导体所受的安培力的表达式是什么？,电流强度I 的微观表达式是什么？,这段导体中含有多少自由电荷数？,F安=BIL,I = nqSv,nLS,I,L,S,B,v,q,n,每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？,I,L,S,B,v,q,n,各量的单位： F（N），q（C），v（m/s）, B（T）,(1) = 90时，F = qvB,若为电荷运动方向与磁场方向的夹角,(2) = 0或180 时，F = 0，v 和 B在同一直线上，不受洛伦兹力。,若此运动电荷进入磁场时，v既不垂直也不平行于B，该电荷受到的洛伦兹力多大?,想一想:

4、,+,v,vsin,B,(3) F = qvBsin,（为电荷运动方向与磁场方向的夹角）,若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用, 那么洛伦兹力会怎样改变电荷的运动状态呢?,想一想:,+,带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？,想一想:,洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。,1.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管中心轴线射入管中，粒子将在管中 ( ) A. 做圆周运动 B. 沿轴线来回运动 C. 做匀速直线运动 D. 做匀加速直线运动,C,2.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周

5、围的空间时，将 ( ) A. 竖直向下沿直线射向地面 B. 相对于预定地面向东偏转 C. 相对于预定点稍向西偏转 D. 相对于预定点稍向北偏转,B,极 光,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“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公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、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，一般称之为北极光。,1. 一带负电的小滑块从光滑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，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,（四）巩固练习,C,2.将一半径为R的半圆形光滑绝缘滑轨，固定在垂直向里的匀强磁场B中。一带电量+q，质量m的小球在A点无初速释放，沿滑轨运动，求小球第一次经过最低点时对滑轨的压力。,1