帶電粒子在磁場中的運動洛倫茲力

1、帶電粒子在磁場中的運動洛倫茲力第1頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三1、在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一長為L的直導線與磁場方向垂直，當其中通有電流I時，導線受到的安培力為F= 。 磁場對電流一定有力的作用嗎？2、判斷圖中通電導線所受安培力的方向III溫故知新3、電流是怎樣形成的？電流的方向是怎樣規(guī)定的？電流的定義式是什么？微觀表達式是什么？第2頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三IFvvvv磁場對電流有力的作用 電荷定向移動形成電流你能想到什么?第3頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三磁場對運動電荷有力的作用第4頁，共20頁，2

2、022年，5月20日，5點12分，星期三陰極射線管陰極陽極熒光屏 若在陰陽兩極間加上一高電壓，陰極中的熾熱的金屬絲發(fā)射出的電子束，電子束在掠過熒光屏進將在熒光屏上顯示出電子束的運動徑跡。第5頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三演示實驗 實驗現(xiàn)象：沒有加磁場時，電子束直線前進；加了磁場后，電子束的運動徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子束的運動徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明了什么？結(jié)論:磁場對運動電荷有力的作用第6頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三一、磁場對運動電荷的作用物理學中把磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力。第7頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三從微觀角度

3、來講，磁場對每個定向運動的電荷都有洛倫茲力的作用一、磁場對運動電荷的作用IFvvvv在宏觀上表現(xiàn)為磁場對電流的安培力的作用第8頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三一、磁場對運動電荷的作用物理學中把磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力。電流在磁場中所受的安培力，實際是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)第9頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三二、洛倫茲力的方向怎樣判定洛倫茲力的方向？第10頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三左手定則：伸開左手，拇指與其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感

4、線垂直穿入手心，四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫玆力的方向。二、洛倫茲力的方向：用左手定則判定注意：左手定則中四指方向應(yīng)與正電荷的移動方向相同，與負電荷的運動方向相反。第11頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三通過這兩幅三維圖，你能總結(jié)一下F、B、V三者之間的方向關(guān)系？當帶電粒子的速度與磁場方向平行時，會不會受到洛倫茲力？F與B、 F與V一定垂直B與V不一定垂直第12頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三練習1、試判斷下列各題中帶電粒子在磁場中所受洛侖茲力的方向fqv-qvf力f 的方向垂直紙面向外力f 的方向垂直 紙面向外

5、qv-qv第13頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三截面A截面BL設(shè)在一磁感強度為B的勻強磁場中，垂直于磁場方向放入一段長為L通電直導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v。設(shè)導體中自由電荷全部通過截面A的時間為t，試推導每個電荷所受洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小第14頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三截面A截面BL導線中的電流 I=nqsv所受到的安培力 F=IBL=nqsvLB運動電荷的總數(shù) N=nsL單個運動電荷所受到的作用力 f=F/nsL 即f =qvB這個公式的適用條件是什么？第15頁

6、，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三討 論:當帶電粒子的速度方向與磁場方向成角時，帶電粒子受到的洛倫茲力是多大Bqvf =qvBsin第16頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三極光：太陽發(fā)射出的帶電粒子（太陽風），大約四天的時間就會到達地球，但它是不會直接與地球碰觸，因為有地球磁場的保護，地球的磁場使這些帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，避免了地球上的生命受到帶電粒子的輻射。當“太陽風”和地球北極上方的大氣相互作用就形成北極光，若出現(xiàn)在南極就稱南極光。第17頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三小 結(jié)洛倫茲力的概念：運動電荷在磁場中受到的作用力。 通電導

7、線在磁場中所受到的安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力的方向由左手定則判定 1、正電荷的運動方向與電流方向相同，負電荷運動方向與電流方向相反。 2、洛倫茲力垂直于與所在的平面洛倫茲力的大小 1.當電荷運動方向與磁場方向垂直（vB）時，f=qvB. 2.當電荷的運動方向與磁場方向平行（v/B)時，電荷不受洛倫茲力.第18頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三電子以v=3.0106m/s速率垂直射入B=0.01T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力的大小是多少？如果電子入射方向與磁場方向成30角，則電子在電場中受到的洛倫茲力的大小是多少？第19頁，共20頁，2022年，5月20日，5點12分，星期三有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為