探究洛伦兹力概论

荷完全通过截面积S的时间t=___L_/v___,
2、通过导线的电流强度I=__n_q_S__v__长度为L的
导线所受的安培力F=___B_n_q__S_v_L
3、电量为q,速度为v在垂直磁场(磁感应强度为B)中
运动受到的洛仑兹力f=_q_v_B____
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2020年11月18日
1.洛伦兹力：F=qVB (V⊥ B） 2.若带电粒子不垂直射入磁场
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2020年11月18日
图1－6－2
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2020年11月18日
推理与猜想： 运动电荷在磁场中会受到作用力吗？ 演示：阴极射线在磁场中的偏转
I
洛伦兹力：
磁场对运动电荷的作用力
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洛伦兹（1853—1928）
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2020年11月18日
洛伦兹是荷兰物 理学家、数学家， 1853年7月18日生于阿 纳姆。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”。
2020年11月18日
第5节 磁场对运动电荷的作用力
美丽的极光只出现在地球的两极
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一、回顾复习：
2020年11月18日
1、安培力的定义：磁场对通电导线（电流）的作用力
方向的判断： 左手定则
大小的计算： F BIL
2、电流是如何形成的？
电流是由电荷的定向移动形成的
（1）定义式 I=q/t n：单位体积内的电荷数
A．向纸内偏转
B．向纸外偏转
C．向上偏转
D．向下偏转
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二、洛仑兹力的大小2020年11月18日
原理：安培力可以看作是大量运动电荷 n：单位体积内
所受洛仑兹力的合力的宏观表现
的电荷数
S：导体截面积
S
v：电荷运动速
度
问题讨论： L
q:电荷的电量
1、在长L的体积内的电荷数为N=___L_S__n,这些电
(2)洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方向垂直，
所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度方向 ， 而不改变速度的 大小
规律：洛伦兹力对带电粒子始终不做功！
思考2: 粒子垂直进入磁场会最什么运动？
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例题
2020年11月18日
• 1、下列说法中正确的是：（BCD） A．磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向
三者总是互相垂直的 B．洛仑兹力方向一定既垂直于磁场方向，又
垂直于电荷运动方向 C．电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也可
能不垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向和运 动方向都垂直
D．根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一定 能确定磁场方向
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例题
2020年11月18日
• 3、在阴极射线管上方平行放置一根通有 强电流的长直导线，其电流方向从右向 左，如图，阴极射线将（ C）
• 2、一个电子以速度v逆着磁感线方向进入 一匀强磁场，它在磁场中将做（ D ）
A．加速直线运动 B．减速直线运动
C．匀速圆周运动 D．匀速直线运动
的作用
电场中的电荷无论静止还 是沿任意方向运动都要受 到电场力
①方向由电荷正负、电 场方向决定②正电荷受 力方向与电场方向一致， 负电荷受力方向与电场 方向相反
f＝qvBsinθ
一定不做功
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F＝qE
可能做正功，可能做负 上一页 功，返也回可能不做结束功
基础巩固．
2020年11月18日
1、带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，
（2电流的微观解释式： S：导体截面积
v：电荷运动速度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I nqsv
q: 电荷的电量
3、由上述的两个问题你可以想到什么？
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2020年11月18日
二、洛仑兹力和安培力的关系
I F
v v
f f vv ff v f vv
ff
作用于通电导线上的安培力就是作用 于运动电荷上的洛仑兹力的宏观表现。
下面说法正确的是（ D ）
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 感应强度可能大
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例题
2020年11月18日
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
甲
+q
乙
F
-q v
丙
v +q 丁
F垂直纸面向里
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F垂直纸面向外
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2020年11月18日
f、v（正电荷）与B的方向关系示意
f
B⊥
B
θ
B∥
v
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2020年11月18日
2.洛伦兹力方向的特点：
(1)洛伦兹力的方向垂直于v和B二者所决定的平面。 （ F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v）
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三、洛仑兹力的方向2020年11月18日
v ⊕
验证阴极射线偏转
I⊥B时
猜想 V⊥B时 磁感线垂直穿过手心
磁感线垂直穿过手心
四指－正电荷运动方向
四指－I的方向
负电荷运动的反方向
大拇指－安培力方向
大拇指－洛仑兹力的方向
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2020年11月18日
思考1: F 、B 、V三个量的方向之间满足什么特点？
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洛伦兹力与安培力的关系：
2020年11月18日
1.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是 安培力微观表现。
2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电 荷数）
3.方向关系：F安与F洛正方向相同 4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力
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力的概念 产生条件
方向 大小 做功情况
洛伦兹力 磁场对其中的运动
电荷的作用
磁场中的运动电荷，且 运动方向与磁场方向不 共线电荷将受到洛伦兹 力作用
①方向由电荷正负、磁 场方向以及电荷运动方 向决定，方向之间关系 遵循左手定则②洛伦兹 力方向一定垂直于磁场
方向及电荷运动方向
电场202力0年11月18日 电场对放入其中的电荷
F Bqv sin (为B与v的夹角）
V
B∥
B⊥
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二、洛仑兹力f大小的计算
计算公式： f qvBsin
α为磁场B与速度v的夹角
2020年11月18日
说明： 1、当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，F=0； 2、当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，F=qvB; 3、静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0