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课件网) 第2节 洛伦兹力 安培力的大小：F=BILsinθ 判断下图安培力的受力方向： B,I平行： B,I垂直： F 垂直于纸面向外 FA=0 FA=BIL 通电导线在磁场中受到安培力的作用 V I V I 或 B F？ v 电流是由电荷的定向移动形成的。 那么磁场对运动电荷会产生作用吗？ 1、磁场对运电荷的作用 阴极射线管发出的阴极射线是一束高速运动的电子流。射线侧面的荧光屏显示了电子的径迹。 当调转磁极时，电子偏转方向发生改变。 磁场对运动电荷有力的作用，作用方向与磁场方向有关 当阴极射线管的周围不存在磁场时，电子的运动轨迹是直线 当阴极射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线 带电粒子的定向移动等效为电流，那么洛伦兹力方向是否也符合左手定则呢？ 洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力。 左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 正电荷： 四指指向运动方向 v v F F 洛伦兹力只能改变速度的方向而不能改变速度的大小。 即洛伦兹力不做功！ F⊥B F⊥v 负电荷： 四指指向运动反方向 判断洛伦兹力的方向 -q v 甲 F -q v 丙 F垂直纸面向里 +q v 乙 F +q v 丁 F垂直纸面向外 (1)如果电荷的速度方向与磁感应强度方向平行（B//v），f＝0 研究表明 (2)如果在磁感应强度为B的匀强磁场中，电荷的速度方向与磁感应强度方向垂直（B ⊥v）， f=qvB 为电荷运动方向与磁场方向的夹角 v2 与B垂直，受洛伦兹力 v1 与B平行，不受洛伦兹力 洛伦兹力 B θ B F洛 v B⊥ B∥ θ为B和v之间的夹角 V B⊥ B∥ F⊥B F⊥v F⊥B和v所构成的平面 F F垂直纸面向里 F=0 例、在B=0.5T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，固定一个倾角α=37°的绝缘光滑斜面。一质量m=0.1×10-3kg的小物块，电量为 q=4×10-4C的小滑块，由静止沿斜面滑下，小滑块滑至某一位置时将离开斜面。sin370=0.6，cos370=0.8,g取10m/s2.试求： （１）小滑块的带电性质 （２）小滑块离开斜面时的速度大小。 （３）小滑块在斜面上滑行的距离。 解： １、小滑块会离开斜面，说明洛伦兹力垂直斜面向上，由左手定则可判断，小滑块带负电。 ２、对小滑块受力分析，当小滑块离开斜面时，洛伦兹力： G f洛 Ｎ 得： ３、小滑块离开斜面前一直做匀加速运动，则 又： 解得： 2、从安培力到洛伦兹力 安培力--磁场对电流的作用 宏观表现 微观本质 洛伦兹力--磁场对运动电荷的作用 V I X X X X X X X X 如图设导线横截面积为S，单位体积中含有的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为e，定向移动的平均速率为v，垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。 截取一段长度l＝vΔt的导线。这段导线中所含的自由电子数为N，则 N＝nSl＝nSvΔt 通过导线横截面的电荷为: 通过导线的电流为: I＝Δq/Δt=neSv 这段导线所受到的安培力: Δq＝neSvΔt F＝IlB＝neSv2BΔt 每个自由电子所受到的洛伦兹力: f＝F/N=evB 由安培力公式推导洛伦兹力公式 极光现象：太阳发射出的带电粒子（太阳风），大约四天的时间就会到达地球，但它是不会直接与地球碰触，因为有地球磁场的保护，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避免了地球上的生命受到带电粒子的辐射。当“太阳风”和地球北极上方的大气相互作用就形成北极光，若出现在南极就称南极光。 3、带电粒子在匀强磁场中的运动 由粒子在磁场中的运动轨迹照片可看出，在磁场中粒子的运动轨迹有大小不等的圆形、螺旋形、直线等。 当速度方向与磁场方向平行时： f洛=0 匀速直线运动 当速度方向与磁场方向垂直时： f洛与v方向始终垂直，只是改变运动的方向不能改变 ... ...
