洛伦兹力-课件.ppt
6.2 6.2 磁场对运动磁场对运动电荷的作用电荷的作用1第第2节节 研究洛仑兹力研究洛仑兹力洛伦兹洛伦兹H.A.Lorentz（1853-1928）荷兰物理学家荷兰物理学家2 磁场对电流有力的作用吗磁场对电流有力的作用吗?电流是怎样形成的电流是怎样形成的?由此推理由此推理,你可以提出哪些你可以提出哪些猜想猜想?_由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用.安培力安培力电荷的定向移动电荷的定向移动3洛伦兹力洛伦兹力4洛仑兹力的演示洛仑兹力的演示洛仑兹力方向洛仑兹力方向如何判断？如何判断？5实验表明：实验表明：阴极射线管（电子射线管）中的电子束阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力实存在作用力洛伦兹力：洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力做洛伦兹力 通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现兹力的宏观表现 6（2 2）方向方向：左手定则左手定则 四指：四指：四指：四指：正电荷运动方向（负电荷运动的反方向）正电荷运动方向（负电荷运动的反方向）正电荷运动方向（负电荷运动的反方向）正电荷运动方向（负电荷运动的反方向）拇指：洛伦兹力方向；拇指：洛伦兹力方向；拇指：洛伦兹力方向；拇指：洛伦兹力方向；磁感线：垂直穿过掌心。磁感线：垂直穿过掌心。磁感线：垂直穿过掌心。磁感线：垂直穿过掌心。v （1 1）定义定义：磁场对磁场对运动电荷运动电荷的作用力。的作用力。+ff正电荷受到的洛仑兹力方向与负电荷的相反！正电荷受到的洛仑兹力方向与负电荷的相反！v洛伦兹力不改变速度大洛伦兹力不改变速度大小，只改变速度的方向。小，只改变速度的方向。洛伦兹力对带电粒子洛伦兹力对带电粒子洛伦兹力对带电粒子洛伦兹力对带电粒子始终始终始终始终不做功不做功不做功不做功！7洛伦兹力的特点洛伦兹力的特点 1 1洛洛伦伦兹兹力力的的方方向向既既垂垂直直于于磁磁场场，又又垂垂直直于于速速度度，即即垂垂直直于于v和和B所所组组成成的的平平面面2 2洛洛伦伦兹兹力力对对电电荷荷不不做做功功，只只改改变变速速度度的方向，不改变速度的大小的方向，不改变速度的大小8f、v（正电荷）与B的方向关系示意Bfv91 1、下列各图中已经画出磁场方向和电荷的、下列各图中已经画出磁场方向和电荷的运动方向，请指出洛仑兹力的方向。运动方向，请指出洛仑兹力的方向。例与练例与练f f垂直纸面垂直纸面向外向外ff102 2、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹力的方向，请画出电荷的运动方向。力的方向，请画出电荷的运动方向。例与练例与练vv垂直纸面垂直纸面向内向内113 3、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷的电性。的电性。例与练例与练-124 4、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑兹力的方向，请指出磁铁的极性。兹力的方向，请指出磁铁的极性。例与练例与练N NS SB135 5、如图所示，在一根电流方向向右的通电、如图所示，在一根电流方向向右的通电直电线的正下方有一个电子射线管与导线直电线的正下方有一个电子射线管与导线平行放置，则管内的电子射线将（平行放置，则管内的电子射线将（）A A向上偏向上偏 B B向下偏向下偏 C C向纸内偏向纸内偏 DD向纸外偏向纸外偏例与练例与练 fvB14二、洛仑兹力的大小二、洛仑兹力的大小问题讨论：问题讨论：1 1、在长、在长L L的体积内的电荷数为的体积内的电荷数为N=N=_,_,这些电荷这些电荷完全通过截面积完全通过截面积S S的时间的时间t=_,t=_,n n：单位体积内的：单位体积内的 电荷数电荷数S S：导体截面积：导体截面积v v：电荷运动速度：电荷运动速度q q:电荷的电量电荷的电量LS2 2、通过导线的电流强度、通过导线的电流强度I=_I=_长度为长度为L L的的导线所受的导线所受的安培力安培力F=_F=_3 3、电量为、电量为q q,速度为速度为v v在垂直磁场在垂直磁场(磁感应强度为磁感应强度为B B)中中运动受到的洛仑兹力运动受到的洛仑兹力f=_f=_nLSL/vnqSvBnqSvLqvB原理：原理：安培力安培力可以看作是大量运动电荷可以看作是大量运动电荷所受所受洛仑兹力洛仑兹力的合力的的合力的宏观表现宏观表现15（3 3）大小大小：vf.v与与B B垂直垂直：v v与与B B平行平行：v161 1、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之比为比为1 1：4 4，电量之比为，电量之比为1 1：2 2，则两带电粒，则两带电粒子受到洛仑兹力之比为子受到洛仑兹力之比为 （）A A2 2：1 1B B1 1：1 1 C C1 1：2 2 DD1 1：4 4例与练例与练C172.2.当一带正电当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中轴线沿螺线管中轴线进入该通电螺线管进入该通电螺线管,若不计重力若不计重力,则（则（）A A带电粒子速度大小改变带电粒子速度大小改变B B带电粒子速度方向改变带电粒子速度方向改变C C带电粒子速度大小不变带电粒子速度大小不变D D带电粒子速度方向不变带电粒子速度方向不变CDCDB例与练例与练18+v B3 3、如图所示，运动电荷电量为如图所示，运动电荷电量为q=2q=210108 8C C，电性图中标明，运动速度，电性图中标明，运动速度 v=4=410103 3mms s，匀强磁场磁感应强度为，匀强磁场磁感应强度为B=0.5TB=0.5T，求电，求电荷受到的洛伦兹力的大小和方向。荷受到的洛伦兹力的大小和方向。例与练例与练f f194 4、有一匀强磁场，磁感应强度大小为有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T1.2T，方向由南水平向北，现有一个质子，方向由南水平向北，现有一个质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为质子上的力为9.69.61010-14-14N N，求质子射入，求质子射入时速度为多大？质子刚进入磁场时向哪个时速度为多大？质子刚进入磁场时向哪个方向偏转？方向偏转？例与练例与练vB向东向东俯视图：俯视图：f20 电荷量为电荷量为q q的粒子在匀强磁场中运动，的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是下列说法正确的是()()A A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B B如果把如果把q q改为改为-q-q，且速度反向，大小，且速度反向，大小 不变，则洛伦兹力的大小方向不变不变，则洛伦兹力的大小方向不变C C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直磁场方向一定与电荷运动方向垂直D D粒子的速度一定变化粒子的速度一定变化B析与解析与解216 6、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说法中正确的是法中正确的是 （）A A运动电荷在某处不受洛仑兹力作用，运动电荷在某处不受洛仑兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零；则该处的磁感应强度一定为零；B B运动电荷在磁场中一定受到洛仑兹力；运动电荷在磁场中一定受到洛仑兹力；C C安培力是洛伦兹力的微观表现，洛伦安培力是洛伦兹力的微观表现，洛伦 兹力是安培力的宏观表现；兹力是安培力的宏观表现；D D洛仑兹力对运动电荷一定不做功；洛仑兹力对运动电荷一定不做功；E.E.洛仑兹力既不能改变带电粒子的动能，洛仑兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度也不能改变带电粒子的速度D22 5 5、图中图中OAOA是一光滑、绝缘斜面，倾角是一光滑、绝缘斜面，倾角=37=37，一质量，一质量m=0.02kgm=0.02kg的带电体从斜面上的某点的带电体从斜面上的某点由静止开始下滑。如果物体的带电量由静止开始下滑。如果物体的带电量q=+10q=+10-2-2C C，垂直纸面向里的匀强磁场，垂直纸面向里的匀强磁场B=4.0TB=4.0T试求：物试求：物体在斜面上运动的最大速率及其沿斜面下滑的体在斜面上运动的最大速率及其沿斜面下滑的最大距离（最大距离（g g取取10m/s10m/s2 2，斜面足够长）。，斜面足够长）。23 析与解析与解mgN物体合力不为零，物体合力不为零，沿斜面向下加速。沿斜面向下加速。24 析与解析与解mgNf物体合力不为零，物体合力不为零，沿斜面向下加速。沿斜面向下加速。25 析与解析与解mgf物体合力不为零，物体合力不为零，沿斜面向下加速。沿斜面向下加速。当当N0 0，即即f=mgcos37=mgcos370 0时，时，v最大。最大。26洛伦兹力与安培力的比较洛伦兹力与安培力的比较：vfvfvfvfvfvfIF安安.安培力是洛伦兹力安培力是洛伦兹力的的宏观表现宏观表现洛伦兹力是安培力洛伦兹力是安培力的的微观本质微观本质安培力：安培力：洛伦兹力：洛伦兹力：27小结小结：运动电荷在磁场中所受的磁场力叫洛伦运动电荷在磁场中所受的磁场力叫洛伦兹力兹力运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力大小为洛伦兹力大小为F=qvB洛伦兹力的方向可由左手定则来判定洛伦兹力的方向可由左手定则来判定 28此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！29
