探究洛伦兹力沪科版.ppt

5.5 探究洛伦兹力第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器一、一个有趣的自然现象一、一个有趣的自然现象在地球的南极和北极常常出现极光在地球的南极和北极常常出现极光南极光南极光北极光北极光如此绚丽多彩的极如此绚丽多彩的极光是什么原因引起光是什么原因引起的呢的呢科学告诉我们：极光科学告诉我们：极光的产生与地磁场对来的产生与地磁场对来自太空的高速带电粒自太空的高速带电粒子的作用有关子的作用有关第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器电流电流是由电荷的定向移动形成的是由电荷的定向移动形成的；；磁场磁场对通电导体有对通电导体有安培力安培力的作用的作用 由此可以推断：由此可以推断： 磁场对通电导体的安磁场对通电导体的安培力是由作用在运动电荷培力是由作用在运动电荷上的力引起的上的力引起的第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器18921892年，荷兰物理学家洛伦年，荷兰物理学家洛伦兹就研究了兹就研究了磁场对运动电磁场对运动电荷作用力荷作用力的问题为了纪念洛伦兹对物理学的为了纪念洛伦兹对物理学的贡献，物理学中将这种力称贡献，物理学中将这种力称为为洛伦兹力洛伦兹力（（Lorentz force）。

洛伦兹，洛伦兹， ( H．．A．．Lorentz,1853～～1928) 洛伦兹力是矢量？洛伦兹力是矢量？还是标量？还是标量？矢量矢量第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器观察与思考：观察与思考：1、在没有外加磁场时，电子束的运动径、在没有外加磁场时，电子束的运动径迹是怎样的？迹是怎样的？第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器观察与思考：观察与思考：2、将磁铁靠近阴极射线管，电子束的运、将磁铁靠近阴极射线管，电子束的运动径迹有没有变化？怎样变化？动径迹有没有变化？怎样变化？第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器观察与思考：观察与思考：3、改变磁场方向，电子束运动径迹又将、改变磁场方向，电子束运动径迹又将怎样变化？怎样变化？第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器安培力的方向是跟电流和磁场方向垂直的安培力的方向是跟电流和磁场方向垂直的I你能由此推断你能由此推断出洛伦兹力的出洛伦兹力的方向吗？方向吗？第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器洛仑兹力的方向跟电荷运动方向和洛仑兹力的方向跟电荷运动方向和磁场方向垂直。

磁场方向垂直判判定定方方法法洛伦兹力的方向符合左手定则：洛伦兹力的方向符合左手定则：洛伦兹力的方向符合左手定则：洛伦兹力的方向符合左手定则：——伸伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．受洛伦兹力的方向． 若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器【例题【例题【例题【例题1 1】】】】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向 ：：ffff【例题【例题【例题【例题2 2】】】】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性V第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小设设: :导导线线内内单单位位体体积积内内的的电电荷荷数数为为n，，每每个个电电荷荷的的电电量量为为q，，电电荷荷定定向向运运动动的的速速度度为为v，，阴阴影影部分导线内电荷数为部分导线内电荷数为N导线中的电流所受到的安培力运动电荷的总数单个运动电荷所受到的作用力即即 f =qvB截面A截面BLI=nqsvF=BIL=BnqsvLN=nsLf=F/N第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器f=q vB B 此公式适用于速度方向与磁场方向垂此公式适用于速度方向与磁场方向垂直的情况直的情况单位：洛伦兹力单位：洛伦兹力 f 牛顿牛顿 （（N N）） 磁感应强度磁感应强度B 特斯拉特斯拉 （（T T）） 带电量带电量 q 库仑库仑 （（C C）） 速度速度 v 米米/ /秒秒 （（m/sm/s））适适 用用 范范 围围当电荷的运动方向与磁场方向平行 （v//B)时，电荷不受洛伦兹力作用，即 f=0注注意意第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器【【【【例例例例题题题题3 3】】】】在在一一竖竖直直平平面面内内有有一一质质量量为为m，，带带电电量量为为q的的带带电电小小球球，，以以速速率率v垂垂直直进进入入如如图图所所示示的的匀匀强强磁磁场场中中，，恰恰好好做做匀匀速速直直线线运运动动．．求求：：磁磁场场的的磁感应强度及带电小球的电性．磁感应强度及带电小球的电性． 【理论描述】【理论描述】 1.安培力安培力是是洛伦兹力洛伦兹力的的宏观表现宏观表现； 2.洛伦兹力洛伦兹力是是安培力安培力的的微观本质微观本质。

F=BIL 与与 f =qvB的关系的关系第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器【例题【例题【例题【例题4 4】】】】为使从电子枪发射的电子（质量为使从电子枪发射的电子（质量m、电量、电量e、初速度为零）能沿入射方向通过互相垂直的匀、初速度为零）能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场（场强为强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感强度为）和匀强磁场（磁感强度为B）区）区域，对电子的加速电压为域，对电子的加速电压为______Bv0U电子枪电子枪小 结è洛伦兹力的概念：运动电荷在磁场中洛伦兹力的概念：运动电荷在磁场中受到的作用力受到的作用力 通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现è洛伦兹力的方向由左手定则判定洛伦兹力的方向由左手定则判定 1 1、、正电荷的运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反 2、洛伦兹力垂直于ν与Β所在的平面第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器è洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小 1.当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，f=qvB. 2.当电荷的运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力.è洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力对运动电荷不做功第五章第五章 磁场与回旋加速器磁场与回旋加速器 课后作业：课后作业：P120 P120 第第1 1、、2 2题题。