細(xì)談洛倫茲力

1、美麗的極光知識回顧：磁場對電流的作用安培力判斷下列圖中安培力的方向，及大小。判斷下列圖中安培力的方向，及大小。IB若導(dǎo)線的電流為若導(dǎo)線的電流為I、磁場強(qiáng)度為、磁場強(qiáng)度為B，導(dǎo)線長度，導(dǎo)線長度L，則所受的，則所受的安培力為多少？安培力為多少？知識回顧：磁場對處于磁場中的電流有力的作用電流是怎樣產(chǎn)生的呢？電荷的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流電荷的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流電子射線管的原理：電子射線管的原理： 從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。電子束，轟擊到長條形的熒

2、光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象：1、電子流在磁場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生彎曲2、當(dāng)磁場的方向發(fā)生變化時(shí)，電子流的彎曲方向也發(fā)生了改變結(jié)論：磁場對結(jié)論：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用有力的作用 運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中所受的力在磁場中所受的力洛倫茲力洛倫茲力洛倫茲（洛倫茲（1853185319281928）洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，數(shù)學(xué)家，18531853年年7 7月月1818日日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，了洛倫茲變換公式，19021902年與其學(xué)生塞曼共年

3、與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從勛，荷蘭政府決定從19451945年起，把他的生日年起，把他的生日定為定為“洛倫茲節(jié)洛倫茲節(jié)”。理論推導(dǎo)理論推導(dǎo):安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。安培力方向用左手定則判定安培力方向用左手定則判定猜想：猜想：洛倫茲力的方向可以用左手定則判定洛倫茲力的方向可以用左手定則判定洛倫茲力的方向左手定則洛倫茲力的方向左手定則v1 1、伸開左手，使大拇指和其余四、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放

4、指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線穿過手心，入磁場中，讓磁感線穿過手心，若若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，那么大拇指所指的方向就是正電荷所受大拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 2 2、若四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方若四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，向，那么大拇指所指的方向就是負(fù)那么大拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向電荷所受洛倫茲力的方向vFF課堂練習(xí)課堂練習(xí): :判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向方向. .FF F垂直紙面向里垂直紙面向里F-qv甲甲-qv丙丙+qv乙乙+qv丁丁

5、F F垂直紙面向外垂直紙面向外zxxkzxxkB B F洛v vIFvvvv（1 1）通電導(dǎo)線中的電流）通電導(dǎo)線中的電流（2 2）通電導(dǎo)線所受的安培力）通電導(dǎo)線所受的安培力（3 3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4 4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力設(shè)有一段長為設(shè)有一段長為L L，橫截面積為，橫截面積為S S的直導(dǎo)線，單位體的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，每個(gè)自由電荷的電荷量為，每個(gè)自由電荷的電荷量為q q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為自由電荷定向移動(dòng)的速率為v v。這段通電導(dǎo)線垂直磁。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為場方向放入

6、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場中，求的勻強(qiáng)磁場中，求 3、洛倫茲力大小的推導(dǎo)、洛倫茲力大小的推導(dǎo)【探究【探究】電荷量為電荷量為q q的粒子以速度的粒子以速度v v運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,如果速如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直, ,那么粒子所受那么粒子所受的洛倫茲力為的洛倫茲力為(v(v垂直垂直B B）問題問題: :若帶電粒子不垂直射入磁場若帶電粒子不垂直射入磁場, ,電子電子受到的洛倫茲力又如何呢受到的洛倫茲力又如何呢? ?B BB BF洛v vB BB B為為B B和和v v之間的夾角之間的夾角 V VB BB B三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小qvBF洛電子槍（陰極）、電

7、子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等屏等主要構(gòu)造主要構(gòu)造: :1 1若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？屏上的點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？2 2若要使電子束打在點(diǎn)，磁場應(yīng)該沿什么方向？若要使電子束打在點(diǎn)，磁場應(yīng)該沿什么方向？3 3若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？電電視顯像管的工作原理視顯像管的工作原理zxxk原理：原理：電電視顯像管的工作原理視顯像管的工作原理 從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有從太

8、陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有高能帶電粒子，若到達(dá)地球，對地球上的生命將帶高能帶電粒子，若到達(dá)地球，對地球上的生命將帶來危害，圖為地磁場的分布圖，地磁場對直射地球來危害，圖為地磁場的分布圖，地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道和兩極哪里強(qiáng)？的宇宙射線的阻擋作用在赤道和兩極哪里強(qiáng)？地磁場對直射地球的宇宙射線地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在的阻擋作用在赤道附近最強(qiáng)，赤道附近最強(qiáng)，兩極地區(qū)最弱兩極地區(qū)最弱四、應(yīng)用：四、應(yīng)用：1、地磁場對宇宙射線的阻擋作用：、地磁場對宇宙射線的阻擋作用：思考：思考：你能解釋為什么極光你能解釋為什么極光只在兩極出現(xiàn)嗎？只在兩極出現(xiàn)嗎？1 1、下列各圖中

9、帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷這時(shí)粒子所受洛倫茲力的方向這時(shí)粒子所受洛倫茲力的方向 + V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直紙面向外垂直紙面向外 垂直紙面向里垂直紙面向里+V VF FLF FL LF FLFL=0FL=0課堂練習(xí)課堂練習(xí): :運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)知識回顧：知識回顧：若一帶電粒子（不計(jì)重力）垂直進(jìn)入到磁場中，則該粒子受到了洛倫茲力的作用，f洛=qvB 方向始終與v的方向垂直，洛倫茲力只改變粒子的速度方向，不改變粒子速度大小。思考在洛倫茲力的作用下，粒子將做何種運(yùn)動(dòng)，并說明你的理由。觀察到的現(xiàn)象：觀察到的現(xiàn)象：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做