一个有趣的自然现象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5.5 探究洛伦兹力华州区咸林中学：张虹学习目标1.通过实验探究阴极射线在磁场作用下偏转通过实验探究阴极射线在磁场作用下偏转的特点，归纳出洛伦兹力方向的判定。的特点，归纳出洛伦兹力方向的判定。2.会用安培力公式推导洛伦兹力公式会用安培力公式推导洛伦兹力公式.复习回顾 1、什么叫安培力？方向如何判定?2、安培力的大小是怎样计算？ 3、电流是怎样产生的？方向如何规定？ 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； 安培力安培力是磁场对电流的作用是磁场对电流的作用 力； 洛伦兹力洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力是磁场对运动电荷的作用力1.1.安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现洛伦兹力是安培力的微观表现. .安培力：大量运动电荷的在磁场中受到的力安培力：大量运动电荷的在磁场中受到的力安培力：大量运动电荷的在磁场中受到的力安培力：大量运动电荷的在磁场中受到的力洛伦兹力：一个运动电荷在磁场中受到的力洛伦兹力：一个运动电荷在磁场中受到的力洛伦兹力：一个运动电荷在磁场中受到的力洛伦兹力：一个运动电荷在磁场中受到的力2.2.大小关系：大小关系：F F安安NfNf洛洛（N N是导体中的运动电荷数）是导体中的运动电荷数）3.3.方向关系：方向关系：F F安安与与f f洛洛方向相同方向相同推断：推断：实验验证：实验验证：阴极射线管阴极射线管观察电子束运动径迹的装置观察电子束运动径迹的装置磁场对运动电荷的作用 由实验我们可以得到结论：洛伦兹力的由实验我们可以得到结论：洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动电荷的运动方方向与磁场方向垂直，与运动电荷的运动方向垂向垂直直-左手定则左手定则未加磁场时的电子束运动径迹未加磁场时的电子束运动径迹电子束在磁场中的偏转电子束在磁场中的偏转总结：一洛伦兹力的方向：总结：一洛伦兹力的方向：左手定则注意:（1）四指指向电流的方向，即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向.（2）F既与B垂直又与v垂直，即垂直于B和v所决定的平面，但B与v不一定垂直. 洛伦兹力洛伦兹力对运动电荷对运动电荷不做功不做功【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二、探究洛伦兹力的表达式设有一段长为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，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. 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)f=qvB B 此公式适用于速度方向与磁场此公式适用于速度方向与磁场方向垂直的情况方向垂直的情况单位：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）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注注意意适用范围qv讨 论BvBv2v1F =qv1B=qvBsinvBB2B1F =qvB1=qvBsin1.1.安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现宏观表现， 洛伦兹力是安培力的洛伦兹力是安培力的微观本质微观本质. .2.2.大小关系：大小关系：F F安安NfNf洛洛（N N是导体中的运动电荷数）是导体中的运动电荷数）3.3.方向关系：方向关系：F F安安与与f f洛洛方向相同方向相同4.F4.F安安与与f f洛洛的本质都是磁场对运动电荷的作用力的本质都是磁场对运动电荷的作用力F=BIL 与与 f =qvB的关系的关系巩固练习 3 .如图所示质量为m的带电微粒以水平速度v沿水平方向匀速通过磁感应强度为B的匀强磁场,试判断带电微粒电性并求电量? V+电性:正电荷电量:巩固练习巩固练习 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、初速度为零）能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场（场强为的匀强电场（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）区域，对电子的加速电压为）区域，对电子的加速电压为_Bv0U电子枪电子枪+以正电荷为例洛伦兹力洛伦兹力对运动电荷对运动电荷不做功不做功