物理洛倫茲力

物理洛倫茲力第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力演示：陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)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(zhǎng)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。電子射線管的原理：第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.在沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力作用。

2.將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力。分析：磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用，而電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的。所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力就是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的宏觀表現(xiàn)。即：

1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．

2.洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三二、洛倫茲力的方向左手定則：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向與形成的電流方向一致，那么拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三vv1、形成電流的方向與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，所以四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，2、形成的電流方向與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反，所以四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，ff正電荷：負(fù)電荷：第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三課堂訓(xùn)練－q豎直向上豎直向上垂直紙面向內(nèi)垂直紙面向外1、判斷下列粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三思考與討論（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？

洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直（2）洛倫茲力帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？

只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大?。?）洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？

由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直，

所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功F⊥vF⊥B洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷只起向心力的作用，所以如果只在洛侖茲力的作用下，運(yùn)動(dòng)電荷將在磁場(chǎng)內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三IBFvvvv三、洛倫茲力大小

設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，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(gè)自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求（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(gè)電荷所受的洛倫茲力第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I=導(dǎo)線中的電荷的總個(gè)數(shù)為N=每個(gè)電荷受力為nqSvnSL導(dǎo)線受安培力為F安=BIL=BnqSvL三、洛倫茲力大小第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何

v0當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小f=0

如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),初速度vo跟磁感強(qiáng)度B的方向平行,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)我們知道：當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)安培力等于0三、洛倫茲力大小第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三V［問題］若此電子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢？三、洛倫茲力大小V//V⊥第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三

F洛=qVB(V⊥B）

F洛=0(V∥B）當(dāng)V與B成一角度θ時(shí)

F洛=qVBsinθ

三、洛倫茲力大小第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三三.速度選擇器在電、磁場(chǎng)中，若不計(jì)重力，則：1.速度選擇器只選擇速度，與電荷的正負(fù)無關(guān)；2.注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向搭配。第十六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三速度選擇器：（1）任何一個(gè)正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成速度選擇器。（2）帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。即有確定的入口和出口。（3）這個(gè)結(jié)論與粒子帶何種電荷、電荷多少都無關(guān)。＋＋＋＋＋＋＋－－－－―――v若速度小于這一速度，電場(chǎng)力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能將增大