磁场对运动电荷的作用(高怀不)

课堂训练
电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入 × 电子的速率 ， B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹 的匀强磁场中， 的匀强磁场中 力是多大？ 力是多大？
F洛=qvB
=1.60× =1.60×10-19×3×106×0.10 =4.8× =4.8×10-14 N
洛伦兹力的方向既垂直于磁场， 1．洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于 速度，即垂直于v和 所组成的平面 所组成的平面． 速度，即垂直于 和B所组成的平面． 洛伦兹力对电荷不做功， 2．洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方 不改变速度的大小． 向，不改变速度的大小．
结论：磁场对运动电荷有作用。 结论：磁场对运动电荷有作用。
运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力， 运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力， 洛伦兹力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 宏观表现。 安培力是洛伦兹力的宏观表现。
推理：左手定则判断安培力方向， 推理：左手定则判断安培力方向， 大量定向移 动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此， 动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此， 可以用左手定则判定洛伦兹力的方向。 可以用左手定则判定洛伦兹力的方向。
导线中的电流强度 I = nqSv 导线受安培力为 F安 =BIL=BnqSvL 导线中的电荷的总个数为N = nSL 导线中的电荷的总个数为
F BnqvSL 安 每个电荷受力为 F = = = qvB 洛 N nLS
结论： 当运动电荷q以速度 垂直进入磁感应强度为 当运动电荷 以速度v垂直进入磁感应强度为 的 以速度 垂直进入磁感应强度为B的 磁场中， 磁场中，它所受的洛仑兹力 F = qvB 当运动电荷的方向与磁场的方向夹角为 θ 时， 我们 可以分解速度， 可以分解速度，它所受的洛仑兹力 F = qvB sin θ
3、由上述的两个问题你可以想到什么？ 由上述的两个问题你可以想到什么？ 磁场对通电导线的安培力可能是作用在 磁场对通电导线的安培力可能是作用在 大量运动电荷的作用力的宏观表现， 大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就 是说磁场可能对运动电荷有力的作用。 是说磁场可能对运动电荷有力的作用。
磁场对运动电荷究竟有没有作用力，我们口说无凭， 磁场对运动电荷究竟有没有作用力，我们口说无凭， 能否通过实验来验证一下呢？ 能否通过实验来验证一下呢？
二、极光现象
极光是来自太阳的高能粒子进入大气后， 极光是来自太阳的高能粒子进入大气后，与大气发生 作用而产生的。 在两极，高能粒子的运动方向与磁场平行， 作用而产生的。 在两极，高能粒子的运动方向与磁场平行， 没收到洛伦兹力作用，高能粒子就长驱直入了。 没收到洛伦兹力作用，高能粒子就长驱直入了。而在纬度较 低的地区，高能粒子在地磁场的作用下发生了偏转， 低的地区，高能粒子在地磁场的作用下发生了偏转，故看不 到极光现象。也正因为这个原因， 到极光现象。也正因为这个原因，使我们人类的生产生活免 遭宇宙高能粒子的伤害。 遭宇宙高能粒子的伤害。
一、电视显像管的工作原理
1、要是电子打在A点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 应该沿什么方向？ 垂直纸面向外 2、要是电子打在B点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 应该沿什么方向？ 垂直纸面向里 点逐渐移动， 3、要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应 该怎样变化？ 该怎样变化？ 先垂直纸面向外并逐渐减小， 先垂直纸面向外并逐渐减小， 然后垂直纸面向里并逐渐增大。 然后垂直纸面向里并逐渐增大。
实验验证
电子射线管的原理： 电子射线管的原理： 从阴极发射出来电子， 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压 作用下，使电子加速，形成电子束， 作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长 条形的荧光屏上激发出荧光， 条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束 的运动轨迹。 的运动轨迹。 实验现象： 实验现象： 在没有外磁场时，电子束沿直线运动， 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将 蹄形磁铁靠近阴极射线管， 蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨 迹发生了弯曲。 迹发生了弯曲。
正电荷运动的方向与电流的方向相同
负电荷运动的方向与电流的方向相反
三维图
F与B始终垂直、F与V始终垂直，而B与V不一定垂直。
课堂训练
1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
－q
竖直向上
竖直向上
垂直纸面向外
垂直纸面向内
推导洛伦兹力公式
设有一段长为L 横截面积为S的直导线， 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 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 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 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， 的匀强磁场中，求： （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
磁场对运动电荷的作用力
鄱阳县第二中学：高怀不
荷的作用力 二、洛伦兹力的方向 三、洛伦兹力的大小 四、洛伦兹力的特点 五、应用
1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 大小： 大小：F＝BILsinθ Lsinθ 方向：左手定则 方向： 2、电流是如何形成的？ 电流是如何形成的？ 电荷的定向移动形成的