第第5 5节节 运动电荷在磁场运动电荷在磁场中受到的力中受到的力2021/6/201知识回顾：知识回顾：磁场对电流的作用磁场对电流的作用安培力安培力判断下列图中安培力的方向，及大小。判断下列图中安培力的方向，及大小。2021/6/202电流是怎样产生的呢？电流是怎样产生的呢？电荷的定向移动产生电流电荷的定向移动产生电流磁场对放入其中的磁场对放入其中的电流电流有力的作用，而电有力的作用，而电流是因为电荷的定向作用移动形成的，那流是因为电荷的定向作用移动形成的，那么是不是磁场对么是不是磁场对运动电荷运动电荷也有力的作用？也有力的作用？2021/6/203实验：磁场对运动电荷的作用实验：磁场对运动电荷的作用结论：磁场对运动电荷有力的作用。结论：磁场对运动电荷有力的作用。 2021/6/204洛伦兹力：洛伦兹力：运动电荷运动电荷在在磁场磁场中受到的作用力。中受到的作用力。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:大量运动电荷受力大量运动电荷受力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:一个运动电荷受力一个运动电荷受力2021/6/205一、洛伦兹力的方向一、洛伦兹力的方向左手定则左手定则 伸开左手，使拇指与其余四个手指伸开左手，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；垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向让磁感线从掌心进入，并使四指指向正正电荷运动电荷运动的方向，这时拇指所指的方向的方向，这时拇指所指的方向就是运动的就是运动的正电荷正电荷在磁场中所受在磁场中所受洛伦兹洛伦兹力力的方向。的方向。2021/6/206判断洛伦兹力的方向判断洛伦兹力的方向结论：洛伦兹力的方向与速度结论：洛伦兹力的方向与速度v方向、方向、磁感应强度磁感应强度B的方向的方向都垂直都垂直。v2021/6/207若为负电荷，应如何判断？若为负电荷，应如何判断？四指指向四指指向负电荷运动的反方向负电荷运动的反方向。2021/6/208vFvFBvBB垂直于纸面向外垂直于纸面向外垂直于纸面向外垂直于纸面向外Bv以相同速度进入同一磁场的以相同速度进入同一磁场的正、正、负负电荷受到的洛伦兹力方向电荷受到的洛伦兹力方向相反相反甲甲乙乙丙丙丁丁训练：训练：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向所受的洛伦兹力的方向 心得体会心得体会2021/6/209思考与讨论思考与讨论如图所示，若将电荷的运动方向和磁场的方如图所示，若将电荷的运动方向和磁场的方向同时反向，则洛伦兹力的方向是不是也跟向同时反向，则洛伦兹力的方向是不是也跟着反向？着反向？结论：当电荷的运动方向和磁场方向结论：当电荷的运动方向和磁场方向同时反向时，同时反向时，洛伦兹力方向不变洛伦兹力方向不变。vF F F F洛洛洛洛2021/6/2010思考与讨论：思考与讨论：2 2、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？3 3、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？q?FV1 1、洛伦兹力的方向与带电粒、洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向有什么关系？子的运动方向有什么关系？洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力对运动电荷不做功2021/6/2011二、洛伦兹力的大小：二、洛伦兹力的大小： 设有一段长为设有一段长为L，横截面积为，横截面积为S的直导线，单位体积的直导线，单位体积内的自由电荷数为内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q，自，自由电荷定向移动的速率为由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求的匀强磁场中，求电流强度电流强度I？通电导线所受的安培力？通电导线所受的安培力？这段导线内的自由电荷数？这段导线内的自由电荷数？每个电荷所受的洛伦兹力？每个电荷所受的洛伦兹力？2021/6/2012安培力为安培力为F F安安=B=BI IL L电流的微观表达式为电流的微观表达式为每个电子受的磁场力为每个电子受的磁场力为F F洛洛 = F= F安安/N/N I I=nqs=nqsv通过导体的电子数：通过导体的电子数：N=nsL二、洛伦兹力的大小：二、洛伦兹力的大小：2021/6/2013( (适用条件：速度方向与磁场方向垂直适用条件：速度方向与磁场方向垂直) )I=nqsvF F安安ILBILB（nqsnqsv）LBLB总电荷数总电荷数：nsLnsLF F洛洛vB B2021/6/2014V 问题若此电子不垂直射入磁场，问题若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？洛伦兹力：洛伦兹力：F=qvB ( (v垂直垂直B B）B1B22021/6/2015洛仑兹力的大小洛仑兹力的大小洛仑兹力的大小洛仑兹力的大小（1 1 1 1）当速度方向与磁感应强度方向垂直）当速度方向与磁感应强度方向垂直）当速度方向与磁感应强度方向垂直）当速度方向与磁感应强度方向垂直（v vB B）F F洛洛=q=qvB B（2 2 2 2）当速度方向与磁感应强度方向平行当速度方向与磁感应强度方向平行当速度方向与磁感应强度方向平行当速度方向与磁感应强度方向平行（v vB B）F洛洛=0（3 3 3 3）当速度方向与磁感应强度方向成当速度方向与磁感应强度方向成当速度方向与磁感应强度方向成当速度方向与磁感应强度方向成 时时时时F F洛洛=q=qvBsinBsin2021/6/2016 电荷在电场中电荷在电场中电荷在电场中电荷在电场中一定一定一定一定要受到电场力的作用要受到电场力的作用要受到电场力的作用要受到电场力的作用运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中不一定不一定不一定不一定要受到洛伦兹力的作用要受到洛伦兹力的作用要受到洛伦兹力的作用要受到洛伦兹力的作用电场力电场力电场力电场力F=qEF=qEF=qEF=qE洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力F=qF=qF=qF=qv vB B B B（垂直）（垂直）（垂直）（垂直）电场力方向与电场方向电场力方向与电场方向电场力方向与电场方向电场力方向与电场方向平行平行平行平行洛伦兹力方向与磁场方向洛伦兹力方向与磁场方向洛伦兹力方向与磁场方向洛伦兹力方向与磁场方向垂直垂直垂直垂直电场力对运动的电荷电场力对运动的电荷电场力对运动的电荷电场力对运动的电荷不一定不一定不一定不一定做功做功做功做功洛伦兹力对运动的电荷洛伦兹力对运动的电荷洛伦兹力对运动的电荷洛伦兹力对运动的电荷一定不一定不一定不一定不做功做功做功做功思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论 你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？1 1 1 1、大小的不同：、大小的不同：、大小的不同：、大小的不同：2 2 2 2、方向的不同：、方向的不同：、方向的不同：、方向的不同：3 3 3 3、作用关系的不同：、作用关系的不同：、作用关系的不同：、作用关系的不同：4 4 4 4、做功的不同：、做功的不同：、做功的不同：、做功的不同：2021/6/2017宇宙射线宇宙射线 从太阳或其他星体上，从太阳或其他星体上，从太阳或其他星体上，从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流时刻都有大量的高能粒子流时刻都有大量的高能粒子流时刻都有大量的高能粒子流放出，称为放出，称为放出，称为放出，称为宇宙射线宇宙射线宇宙射线宇宙射线。这些。这些。这些。这些高能粒子流若都到达地球，高能粒子流若都到达地球，高能粒子流若都到达地球，高能粒子流若都到达地球，将对地球上的生物带来危害。将对地球上的生物带来危害。将对地球上的生物带来危害。将对地球上的生物带来危害。但由于地球周围存在磁场，但由于地球周围存在磁场，但由于地球周围存在磁场，但由于地球周围存在磁场，在洛伦兹力的作用下，改变在洛伦兹力的作用下，改变在洛伦兹力的作用下，改变在洛伦兹力的作用下，改变了宇宙射线中带电粒子的运了宇宙射线中带电粒子的运了宇宙射线中带电粒子的运了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起动方向，从而对宇宙射线起动方向，从而对宇宙射线起动方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。了一定的阻挡作用。了一定的阻挡作用。了一定的阻挡作用。2021/6/20182021/6/20192021/6/20202021/6/20211 1、当一带正电、当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中轴线进入沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则该通电螺线管，若不计重力，则 A A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。CD2021/6/2022 2、摆长为摆长为L L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q q，质量为质量为m m，磁感应强度为，磁感应强度为B B，当小球从最高处摆，当小球从最高处摆到最低处，摆线上拉力到最低处，摆线上拉力T T多大？多大？解析：解析： 摆球在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得：摆球在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得： 2021/6/2023 摆球在最低点时的速度方向不同，洛伦兹摆球在最低点时的速度方向不同，洛伦兹力方向不同，绳受到的拉力大小不同力方向不同，绳受到的拉力大小不同 1.当摆球向右摆时，当摆球向右摆时，2。当摆球向左摆时，。当摆球向左摆时，2021/6/2024部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！