3.5运动电荷在磁场中受到的力(许萍)

v
的微观本质。
v
(1)通电导线中的电流 I nqvS
(2)通电导线所受的安培力
F安 BIL B(nqvS)L
(3)这段导线内的自由电荷数 N nSL
(4)电荷所受的洛伦兹力
F洛
F安 N
B(nqvS)L nSL
qvB
B
F洛 qvB sin
v vsin v
v cos
F洛
洛伦兹力
大小：
【例题】(多选)如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀 强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电
微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动,不可忽略重
力,下列说法正确的是( ) A.微粒一定带负电 B.微粒的动能一定减少 C.微粒的电势能一定增加 D.微粒的机械能一定增加
A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动 B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动 C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动 D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动
【例题】初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向 射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则 () A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将向左偏转,速率不变 D.电子将向右偏转,速率改变
在荧光屏O点的上方，应加垂 直向外的磁场，且越上方的磁场 越强。
【例题】两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同
一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电量之比为1∶2，则
两带电粒子受洛伦兹力之比为( )
A．2∶1
B．1∶1
C．1∶2
D．1∶4
【例题】如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽 略重力，电子在管内的运动应该是( )
F=qvB F=BvBsinθ F=0
B⊥v B和v成一夹角θ B//v
B为匀强磁场 ,v为粒子运动速度
方向: 用左手定则判定 F ⊥ B F ⊥ v
如图所示，电视显像管中，要使电子束从B逐渐 向A点扫描，必须加一个怎样变化的偏转磁场？
在荧光屏中点O的下方，应加 垂直向内的磁场，且越下方磁场 越强。
【例题】质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘 细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B， 如图所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A处， 然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一
次和第二次经过最低点C时悬线的拉力 T1 和 T2 。
答案：3mg－qB 3mg＋qB
回顾安培力
大小：
F=BIL F=BILsinθ F=0
B⊥I B和I成一夹角θ B//I
B为匀强磁场 ,L为有效长度
方向: 用左手定则判定 F ⊥ B F ⊥ I
磁场对通电导线有力的作用——安培力； 电流是由于电荷的定向移动形成的。
思考：磁场对运动电荷是不是也有力的作用？
电子束
荧光屏
阴极
阳极
在高压下，电子从阴极射出，通过狭缝，路经荧 光屏，形成亮线，可以观察到电子运动的轨迹。
思考：如何判断洛伦兹力的方向？
2、洛伦兹力的方向----左手定则
v F
① 伸开左手，使大拇指和其余四 指垂直且处于同一平面内，把手放 入磁场中，让磁感线垂直穿过手心， 若四指指向正电荷运动的方向，那 么拇指所指的方向就使正电荷所受 洛伦兹力的方向。
v F
②如果运动的是负电荷，则四指指 向负电荷运动的反方向，那么拇指 所指的方向就是负电荷所受洛伦兹 力的方向。
洛伦兹力永不做功
3、洛伦兹力的大小
思考：洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?
v
v
v v
安培力：磁场对电流的作用力 洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
F安
F洛
F洛
F洛
F洛
F洛
F洛
F安
F洛
I
F洛
B
3、洛伦兹力的大小
思考：洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?
v
1.安培力是洛伦兹力的宏观
v
表现；2.洛伦兹力是安培力
判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
-q v
F v
-q F
F垂直纸面向里
v +q
F
v +q
F F垂直纸面向外
F、v与B的方向关系
思考：洛伦兹力大小会改变
F
B
带电粒子速度的大小吗？
v
F⊥v，且 F⊥B 、即F⊥（B与v所决定的平面），B与v可
以不垂直。 洛伦兹力只改变速度方向，不改变速度大小。
当电子射线管的周围不存在磁场时，电子的运动 轨迹是直线。
思考：当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运 动轨迹将是什么样的？
结论：磁场对运动电荷有力的作用
当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线
3.5 运动电荷在磁场中受到的力
一、磁场对运动电荷存在作用力
1、定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦 兹力。