运动电荷在磁场中受到的力

电视显像管的工作原理
电视显像管应用了电子束在磁场中的偏 转原理。电子束射向荧光屏就能发光，一束 电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通 过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光 屏发光。
宇宙射线
从太阳或其他星体上， 时刻都有大量的高能粒子流 放出，称为宇宙射线。这些 高能粒子流若都到达地球， 将对地球上的生物带来危害。 但由于地球周围存在磁场， 在洛伦兹力的作用下，改变 了宇宙射线中带电粒子的运 动方向，从而对宇宙射线起 了一定的阻挡作用。
课堂练习
3、电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场中,则( BD )
A、磁场对电子的作用力始终不变.
B、磁场对电子的作用力始终不做功
C、电子的速度始终不变.
D、电子的动能始终不变
课堂练习 5、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜 面顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂 直纸面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑 至底端，则它滑至底端时的速率将（ B ）
重要结论：洛伦兹力永远不做功！
思考与讨论
你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？
1、大小的不同： 电场力F=qE 洛伦兹力F=qvB
2、方向的不同：电场力方向与电场方向平行 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 3、作用关系的不同： 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 运动电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力的作用 4、做功的不同： 电场力对运动的电荷不一定做功 洛伦兹力对运动的电荷一定不做功
洛伦兹力的大小
如图所示，设有一段长度为L，横截面 积为S的导线，导线单位体积内含有的自由 电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定 向移动速率为v，将这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为B的磁场中。
洛伦兹力的大小
安培力为F安=BIL 电流的微观表 达式为 I=nesv 设导线中共有N个自由电子N=nsL 每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N 故可得F洛=evB
运动电荷在磁场中受到的力
弥勒县第四中学
张辉
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光
美丽的极光是来自哪里？ 怎么样形成的？
知识回顾：
磁场对电流的作用——安培力 判断下列图中安培力的方向，及大小。
I B
若导线的电流为I、磁场强度为B，导线长度L，则所受的 安培力为多少？
(条件是v⊥B)
洛仑兹力的特点 1、洛伦兹力的大小：
v⊥wk.baidu.com
v∥
（1）v∥B，F洛=0；
（2）v⊥B，F洛=qvB
（3） v与B成θ时，F=qvBsinθ
1、洛伦兹力的方向：
F洛⊥B
F洛⊥v
F洛⊥vB平面
2、洛伦兹力的效果：洛伦兹力的方向永远与速 度垂直，只改变运动电荷速度的方向，不改变运 动电荷速度的大小。
洛伦兹与洛伦兹力
洛伦兹，荷兰物理学家， 首先提出磁场对运动电荷 有作用力的观点。 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(Lorentz force)
v
F洛
思考与讨论
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 着反向？
v
F洛
结论：当电荷的运动方向和磁场方向 同时反向时，洛伦兹力方向不变。
请你分析洛伦兹力和安培力方向的判断方 法，找出判断两力方向的共同规律
安培力：伸出左手，让磁 感线穿过手心，四指指向 电流方向，拇指所指的方 向就是安培力的方向 洛伦兹力：伸出左手，让磁感线 穿过手心，四指指向正电荷的 运动方向，（指向负电荷的运动 反方向）拇指所指的方向就是 安培力的方向
1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫 洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向：
v
F洛
F洛
v
洛伦兹力的方向 实验结论：洛伦兹力的方向既 跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电方荷 的运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力 的方向总是垂直于磁感线和运动电 荷所在的平面，即：F安⊥Bv平面 伸开左手： 磁感线——垂直穿入手心 四指—— ①指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 大拇指—— 所受洛伦兹力的方向
2、带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运 动，下面说法正确的是（ B ） A、只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就 相同 B、如果把＋q改为－q，且速度反向大小不 变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 C、只要带电粒子在磁场中运动，就一定受 洛伦兹力作用 D、带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁 感应强度小
[思考]在洛伦兹力的作用下，粒子将做何种运 动，并说明你的理由。
运动电荷在匀强磁场中的运动
观察到的现象：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 问题： 1、粒子做匀速圆周运动的向心力来自哪里？ 2、粒子做匀速圆周运动的周期跟哪些因素有 关？ 3、粒子做匀速圆周运动的半径跟哪些因素有 关？
课堂练习
1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所 受洛伦兹力的方向：
课堂练习:
1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断 这时粒子所受洛伦兹力的方向
FL ×
× ×
× ×V×
× × ×
+
+
V
FL
+ +
V
+
V
V
垂直纸面向外 垂直纸面向里
FL
× × ×
FL
V
× × ×
× × ×
V
V
FL=0
FL=0
课堂练习
思考与讨论
磁场对通电导线能产生安培力的作用， 当磁场方向与电流方向垂直时，安培力的 大小为F安=BIL，而电流就是电荷的定向移 动形成的，那么，磁场对运动电荷所产生 的洛伦兹力与安培力有什么关系？洛伦兹 力的大小又与什么因素有关？ 通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹 力的宏观表现。 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
知识回顾：
磁场对处于磁场中的电流有力的作用 电流是怎样产生的呢？
电荷的定向移动产生电流
【思考与讨论】
磁场对放入其中的电流（垂直）有力的作 用，而电流是因为电荷的定向作用移动形 成的，那么是不是磁场对运动电荷也有力 的作用？
观察阴极射线在磁场中的偏转
阴极射线------高速运动的电子流
实验观察到的现象： 1、电子流在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生 弯曲 2、当磁场的方向发生变化时，电子流的弯曲方 向也发生了改变 结论： 1、磁场对运动电荷有力的作用 2、磁场对运动电荷力的方向与磁场的方向及电 荷的运动方向有关 运动电荷在磁场中所受的力——洛伦兹力
A、变大 B、变小
C、不变
D、条件不足，无法判断
思考与深化
若带电粒子垂直于磁场方向射入匀强磁场中， 带电粒子在磁场中将会如何运动？
运动电荷在匀强磁场中的运动
知识回顾：若一带电粒子（不计重力）垂直 进入到磁场中，则该粒子受到了洛伦兹力 的作用，f洛=qvB 方向始终与v的方向垂直， 洛伦兹力只改变粒子的速度方向，不改变 粒子速度大小。