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4.磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力VIP免费

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磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力车城中学李淑清目标定位:•知道什么是洛伦兹力,会判定洛伦兹力的方向•掌握洛伦兹力公式的推导过程及条件,会应用洛伦兹力公式进行定量计算•掌握带电粒子垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动的规律复习•磁场对通电导线的作用力叫()当B⊥I时,().•当B与L的夹角为θ时,()•电流是自由电荷()而形成的,•电流的定义式:•微观表达式:猜想:磁场对运动电荷可能有力的作用•设计实验证明•实验现象:没有外磁场时,电子沿直线运动;将磁极靠近时,两次均发现电子径迹发生偏转,两次方向相反•实验结论:磁场确实对运动电荷有力的作用简介:洛伦兹是荷兰物理学家、数学家,1853年7月18日生于阿纳姆.洛伦兹创立了经典电子论,提出了洛伦兹变换公式,1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖.为纪念洛伦兹的卓著功勋,荷兰政府决定从1945年起,把他的生日定为“洛伦兹节”.洛伦兹力与安培力的关系•安培力实质上是磁场对运动电荷作用力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质。•物理模型:设有一段长为L,横截面积为S的直导线,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,自由电荷定向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,求•(1)电流强度I.•(2)通电导线所受的安培力.•(3)这段导线内的自由电荷数.•(4)每个电荷所受的洛伦兹力.洛伦兹力公式的推导F解:(1)通电导线中的电流(2)通电导线所受的安培力(3)这段导线内的自由电荷数(4)每个电荷所受的洛伦兹力qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLNnqvSILnqvSBBILF)(安单位:F(N),q(C),v(m/s),B(T)Ivvvv(适用条件:速度方向与磁场方向垂直)洛伦兹力公式洛F=qvB当:B⊥v时当B//V时,F洛=0FF探究洛伦兹力的方向•用左手定则判定•注意:四指指向正电荷运动的方向,负电荷运动的反方向vv洛伦兹力的特点FBFIFFBFvF安安安洛洛洛,,B、I所决定的平面则,,B、v所决定的平面洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小。洛伦兹力不做功。(安培力可以做功。)例1.试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向.带电粒子的电性或带电粒子的运动方向vvv粒子垂直于纸面向里运动例2.A为质子,B为电子,I不计重力,试分析其运动轨迹带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律•半径公式2FFvqvBmRmvRqB洛向周期公式:222mvRmqBTvvqB练习.已知氢核与氦核的质量之比m1:m2=1:4,电量之比q1:q2=1:2,当它们速度之比为v1:v2=4:1,垂直于磁场方向射入后,分别做匀速圆周运动的半径之比r1:r2=周期之比T1:T2=abcBVVVV2V1讨论:带正电的粒子以任意角射入匀强磁场,试求其所受的洛伦兹力并分析粒子的运动轨迹,(只考虑洛伦兹力)。θ思考.有一质量为m,电荷量为q的带正电的小球停在绝缘水平面上,并处在磁感应强度为大小为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,为使小球飘离水平面,小球向哪个方向运动时速度才最小?最小值为多少?谢谢

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