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课件网) 第一章 磁场对电流的作用 1.3 洛伦兹力 磁场对通电导线（电流）有力的作用 【猜想】磁场可能对运动电荷有力的作用！ + + + + + + v 电流是电荷的定向运动形成的 由此你想到了什么？ 1.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向； 2.掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式分析求解洛伦兹力； 3.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法,会推导带电粒子做匀速圆周运动的半径公式和周期公式。 知识点一：洛伦兹力及其方向 1. 阴极射线管实验 （1）阴极射线管的结构 阴极射线管接高压电源时，阴极会发射电子 电子通过狭缝后形成一个扁平的电子束 电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹 F v F v 观察电子束在磁场中的偏转 点 击 视 频 实验现象： ①在没有外磁场时，电子束沿直线运动； ②将磁铁N极靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 ③改变磁场方向，电子束的偏转方向也发生变化。 实验结论 ： 磁场对运动电荷有力的作用，并且该力方向与磁场方向有关。 2. 洛伦兹力 （1）定义：运动电荷在磁场中受到的力，称为洛伦兹力。 （2）洛伦兹力与安培力的关系： 安培力 洛伦兹力 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 因 果 宏观表现 微观解释 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观解释 洛伦兹 （1853 ─ 1928） 3. 洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向的判断： 左手定则 磁感线 四 指 大拇指 穿过手心 正电荷运动方向 洛伦兹力方向 注意： 四指指向可以是正电荷的运动方向，也可以是负电荷运动的反方向。 F v F v 例题2 试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向。 v F洛 F洛 B 垂直于纸面向里运动 B + v B F洛=0 关于洛伦兹力的说明： ① 洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面。 洛伦兹力永远与速度方向垂直。 ② 洛伦兹力对电荷不做功。 ③ 洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作什么运动？ －－－匀速圆周运动。 a b v v v v v v v v F安 F洛 a b I 安培力 洛伦兹力 F安=N·F洛 通电导体保持固定时： F=BIL I = nqSv N = nLS 知识点二：洛伦兹力大小 思考：垂直磁场运动的电荷受到的洛伦兹力与哪些因素有关？ 情境：导线长为L，横截面积为S，垂直磁场方向放入磁感应强度为B 的匀强磁场中。单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动速率为v。求：F洛。 F安 = BIL I = nqSv N = nLS L F安 a b v v v v v v v v F洛 则每个自由电荷所受的洛伦兹力大小： 想一想：推到过程中，自由电荷速度方向与磁场方向是怎样的关系？ 导体所受安培力: 电流微观表达式: 导体中的电荷个数: ⑶当电荷v与磁场B的方向夹角为θ 时，电荷所受的洛伦兹力: 1.洛伦兹力大小公式 F=qvB ⑴当v⊥B 时 F=0 ⑵当 v∥B 为B和v之间的夹角 v B11 B ┴ v v v11 ┴ 2.洛伦兹力特点 F洛只改变速度方向，不改变速度大小 F洛对运动电荷永不做功。 由F洛⊥v 知识点三：带电粒子在匀强磁场中的运动 1、匀速圆周运动的半径： 电荷做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供 由向心力公式可得： 做圆周运动的半径： 规律：1.当电子束出射速度不变，磁感应强度变大时，这个圆的半径变小； 2.当磁感应强度不变，电子束出射速度变大时，这个圆的半径变大。 知识点三：带电粒子在匀强磁场中的运动 做一做：根据以前所学的知识，推导一下带电粒子在匀强磁场做圆周运动的周期规律。 由此看出周期由磁场和粒子的荷质比决定，而与粒子的速度和轨道半径无关。 方法一： 方法二： （2）匀速圆周运动的周期： 圆周运动 ... ...
