第五節(jié) 磁場對運動電荷的作用力新

第五節(jié)磁場對運動電荷的作用力新第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日4、通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢?【思考】既然磁場對電流有力的作用,而電流是由電荷的定向移動形成的.那么磁場是否對運動電荷也有作用力呢?電荷的定向移動形成的為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?復(fù)習(xí)回顧5、電流微觀表達(dá)式是什么?I=nqvS第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日第三章磁場第五節(jié)磁場對運動電荷的作用力鄂爾多斯一中物理組：趙春光第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力。

一、洛倫茲力的定義演示：陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)

荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學(xué)獎。被愛因斯坦稱為“我們時代最偉大，最高尚的人”。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲(Lorentz，1853—1928)第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日磁場對電流有安培力的作用,而電流是由電荷定向運動形成的,且磁場對運動電荷有洛倫茲力的作用。那么安培力與洛倫茲力的是什么關(guān)系呢？（鏈接）為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?一、洛倫茲力的定義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)2、洛倫茲力與安培力的關(guān)系：第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、洛倫茲力的方向1、推理：左手定則可以判斷安培力的方向，大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，所以可以用左手定則判斷洛倫茲力的方向。第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、用來判定洛倫茲力方向的左手定則左手定則：伸開左手,使拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,使四指指向正電荷運動的方向,拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日如果是負(fù)電荷,我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向?FFvqv-q?四指所指的是正電荷運動的方向，若為負(fù)電荷應(yīng)使四指指向負(fù)電荷運動的反方向。3、實驗驗證二、洛倫茲力的方向第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日vFvFvBF垂直于紙面向外F垂直于紙面向外v甲乙丙丁練1、試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受洛倫茲力的方向BBB二、洛倫茲力的方向第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、以相同速度進(jìn)入同一磁場的正、負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反2、洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面B

F洛v二、洛倫茲力的方向心得體會第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關(guān)?當(dāng)電荷運動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟三個因素相關(guān):1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.電荷量q3.電荷運動快慢v三、洛倫茲力的大小第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日vvvv設(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v.這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，求洛倫茲力的大小。三、洛倫茲力的大小第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日IFvvvv(1)通電導(dǎo)線中的電流(2)通電導(dǎo)線所受的安培力(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個電荷所受的洛倫茲力單位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T)三、洛倫茲力的大小第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日電荷量為q的粒子以速度v運動時,如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為(v垂直B)問題:若帶電粒子不垂直射入磁場,粒子受到的洛倫茲力又如何呢?三、洛倫茲力的大小第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日BvFθvθBV2V1三、洛倫茲力的大小第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日(v⊥B)(v∥B)特例:當(dāng)運動電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為θ，電荷所受的洛倫茲力大小為

單位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T)三、洛倫茲力的大小第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10N=4.8×10-14N練2、電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場中,它受到的洛倫茲力是多大?解：因為v垂直B,所以所受洛倫茲力大小三、洛倫茲力的大小第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日CDB三、洛倫茲力的大小練3、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計重力,則()A．帶電粒子速度大小改變B．帶電粒子速度方向改變C．帶電粒子速度大小不變D．帶電粒子速度方向不變第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日練4、電荷量為＋q的粒子在勻強(qiáng)磁場中運動，下列說法正確的是()A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D．粒子的速度一定變化B三、洛倫茲力的大小第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日練5、來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時，將()A．豎直向下沿直線射向地面B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)BV三、洛倫茲力的大小第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日++以正電荷為例第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日

在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風(fēng)”。這是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極下落，它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發(fā)態(tài)的離子，這些離子發(fā)射不同波長的輻射，產(chǎn)生出紅、綠或藍(lán)等色的極光特征色彩，形成極光。在南極地區(qū)形成的叫南極光。在北極地區(qū)同樣可看到這一現(xiàn)象，稱之為北極光。第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日瑞典斯特哥爾摩的極光第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日美國阿拉斯加州的極光第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日北極極光第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日德國下薩可森州極光第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日冰島的極光第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日1998年9月25日，攝于美國佛蒙特州第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日2000年4月，攝于美國阿拉斯加州第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日2000年4月，攝于美國北卡羅來納州第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日2000年4月，攝于美國阿拉斯加州第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日靜謐而美麗的極光第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日流星穿過極光第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日綠色的極光弧度在夜空中增大第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日從太空里看到的南極光第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

人類第一次成功拍攝到記錄地球南北極兩端同時出現(xiàn)美麗極光景象的圖片。第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、洛倫茲力的特點1、洛倫茲力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁場和速度所組成的平面。2、洛倫茲力對電荷不做功，即不改變速度的大小，只改變速度的方向。第三十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日比較電場和磁場對電荷的作用力1.

一定要受到電場力的作用。不一定要受到洛倫茲力力的作用。2.F=qEF=qvBsinθ3.電場力方向與電場方向：4.垂直不一定做功。洛倫茲力對運動的電荷電場力的大?。郝鍌惼澚Φ拇笮。浩叫新鍌惼澚Ψ较蚺c磁場方向：

電荷在電場中電荷在磁場中一定不做功。電場力對運動的電荷第四十頁，共四十三頁，2022年，8月28日練6、電子以初速度V垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,則()A.磁場對電子的作用力始終不變.B.磁場對電子的作用力始終不做功C.電子的速度始終不變.D.電子的動能始終不變BD第四十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、洛倫茲力:磁場對運動電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力方向：左手定則F⊥VF⊥B