磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力知识讲解

电荷不受洛伦兹力作用，即 f=0.
3.在一般情况下， 当运动电荷的速 度方向与磁场方 向成θ角时，
v q
B2
v
θ
B
B1
f =qvB1=qvBsinθ
f qvBsin
v1
v
θ
v2
B
f =qv1B=qvBsinθ
三.洛伦兹力的方向 1. 左手定则来判定：
让磁感线穿入手心，四指指向 正电荷运动的方向(负电荷运动 的反方向)，拇指指向就是电荷 所受洛仑兹力的方向．
例4、初速为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
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2.特点：
① F洛⊥B, F洛⊥V(垂直于 v和B所决定的平面)
② 洛伦兹力对电荷不做功
实验验证
习题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格伦兹力的大小与方向
×××
+V ×××
×××
f
V
+ × × ×θ
×××
×××
+V
f
f
V
V
+θ
垂直纸面向外
+
垂直纸面向里
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2、判断下列各图带电粒子所受 的洛伦兹力的方向或带电粒子的 带电性
未加磁场时的电子束运动径迹 电子束在磁场中的偏转
实验现象： 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，发现电子束运动轨 迹发生了弯曲。
运动电荷在磁场中受到的作 用力叫做洛伦兹力，
安培力是洛伦兹力的宏观表现。
宏观表现
安培力
洛伦兹力
微观实质
洛伦兹——“
我们时代最伟大
荷兰物理学家 洛伦兹 （ Lorentz， 1853—1928）
导线中的电流
L
I=neSv
F洛=qvB
所受到的安培力 F=BIL=BneSvL
运动电荷的总数 nSL 单个运动电荷所受到的作用力 F洛=F/nSL
F洛=evB
条件：电荷运动方向与磁场方向垂直
分析
No Image
1.当电荷运动方向与磁场方向垂直（ v⊥B）时，
f=qvB.
2.当电荷的运动方向与磁场方向平行 （v//B)时，
90°）
例1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中 轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 ：
A．带电粒子速度大小改变 B．带电粒子速度方向改变 C．带电粒子速度大小不变 D．带电粒子速度方向不变
例2、如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的 圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最 低点时
q vBm am v r2m 2rm 2 T 2rm v
r m v T 2 m
qB
qB
周期跟轨道半径和运动速率均无关．
2、带电粒子平行进入匀强磁场（V//B)
F洛=0
匀速直线运动
3、若带电离子与磁场成一定的角度射入
匀强磁场，粒子如何运动？
V2
V
B
θ V1
垂直于B方向上：匀速圆周运动
平行于B方向上：匀速直线运动
f
V
× ×V ×
B
V
× × ×f
×××
V
垂直纸面向外
垂直纸面向里
四、带电粒子在无界匀强磁场中的运动 1、带电粒子垂直进入匀强磁场（V ⊥ B)
沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子， 在匀强磁场中做匀速圆周运动。
强调：所说的带电粒子是指微观的带电粒子， 不计重力；该圆周运动的平面垂直于磁场方向。
最尊贵的人”。
极光 由于地磁场俘获带电粒子而出现的现象
地磁场和太阳风 地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱。
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。
地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙 射线起了一定的阻挡作用。
绚丽多彩的极光
在地磁两极附近 由于磁感线与地面垂直 外层空 间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内 它 们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光
二、洛伦兹力的大小
思考与讨论：安培力与洛仑兹力的关系
导体中的电流是由电荷的定向移动产生的
设在一磁感强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入 一段长为L通电直导线，横截面积为S，单位体积中含有的 自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，定向移动的速率为 v。试推导每个电荷所受洛仑兹力的大小
截面A
截面B
A.速度相同 B.加速度相同 C.所受洛伦兹力相同 D.轨道给它的弹力相同
例3、在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子 在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是
A、只要粒子的速度大小相同，带电量相同，粒 子所受洛伦兹力大小就相同
B、洛伦兹力只改变带电粒子运动方向 C、洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不 做功 D、洛伦兹力始终与速度垂直，所以粒子在运动 过程中的动能保持不变
磁场对运动电荷的作用力洛伦兹 力
实验验证
阴极射线管是一个真空放电管，在它两个电极之间加上 高电压时，就会从它的阴极发射出电子束来，这样的电子束 即所谓阴极射线。电子束本身是不能用肉眼观察到的，为此 在管中附有荧光屏，电子束打在荧光屏上将发出荧光，这样 我们就可以看到电子的径迹。在没有磁场时，电子束由阴极 发出后沿直线前进。
垂直磁场方向：R＝mvsinθ/qB T=2πm/qB 平行磁场方向：螺距 d＝2πmcosθ/qB
带电粒子在无界匀强磁场中的运动
在
V//B F洛=0
只
匀速直线运动
有 洛
r mv
仑 兹 力
V⊥B
F洛=Bqv 匀速圆周运动
qB
T 2 m
的
qB
作
用 下
v与B成θ角
F洛=Bqv⊥ 等距螺旋线运动（0＜θ＜