带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力

mgR 1 mv 2 2
mv 2 N mg qvB
R
N 3mg qvB 3mg qB 2gR
（五）小结
1. 洛伦兹力的定义即磁场对运动电荷 的作用。
2. 用左手定则判断洛伦兹力的方向。 3. 在安培力的基础上推导洛伦兹力的 计算公式。 4. 洛伦兹力对运动电荷不做功。
第六节 洛伦兹力初探
磁场对通电导体有力的作用，而 通电导体中的电流是由电荷定向移动 形成的。荷兰物理学家洛伦兹猜想： 磁场对通电导体的作用力，实际上是 作用在运动电荷上的；而通电导体所 受的安培力，则是运动电荷所受磁场 力的宏观表现。
后人把磁场对运动电荷的作 用力称为洛伦兹力。
磁场对运动电荷的作用
I
--- ---- ---- --
I
q
-
v
-
-
n
-
-
-S
B
--- --
L
这段导体所受的安培力的表达式是什么？
F安=BIL
电流强度I 的微观表达式是什么？
I = nqSv 这段导体中含有多少自由电荷数？
nLS
I
q
-
v
-
-
n
-
-
-S
B
--- --
L 每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？
f洛

F安 nLS
强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动轨迹如图所
示，下列情况可能的是（ A D
）
A．粒子带正电，沿逆时针方向运动
B
B．粒子带正电，沿顺时针方向运动
C．粒子带负电，沿逆时针方向运动
D．粒子带负电，沿顺时针方向运动
026. 07-08学年度徐州市六县一区摸底考试9
9．如图所示，匀东理科基础17
17、有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（ B ） A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向 平行
2.将一半径为R的半圆形光滑绝缘滑轨， 固定在垂直向里的匀强磁场B中。一带电 量+q，质量m的小球在A点无初速释放， 沿滑轨运动，求小球第一次经过最低点 时对滑轨的压力。
些质子在进入地球周围的空间时，将 ( )B
A. 竖直向下沿直线射向地面 B. 相对于预定地面向东偏转 C. 相对于预定点稍向西偏转 D. 相对于预定点稍向北偏转
LOGO
祝学习愉快
Goodbye！
v
+
F
+
想一想:
带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒 子是否做功？
洛伦兹力只改变速度 的方向，不改变速度的大小， 所以洛伦兹力对电荷不做功。
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 条件不足，无法判断
034.徐州市07—08学年度第一次质量检测2
2．运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动
方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十
分重要的意义．从太阳和其他星体发射出的高能粒
子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场
的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到
他被爱因斯坦称为 “时代最伟大，最高尚的 人”。
（1853—1928）
阳极
（二）洛伦兹力方向的判断——左手定则
f洛
I B
试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向。(请暂停播放,依次 判断下列四种情况，半分钟之后来看答案吧)
Fv
+
B
v
+
F
B
vB
-
F 垂直于纸面向里
-v B
观察电子束运动径迹的装置——阴极射线管，其结构如下 图所示。阴极射线管内部抽成真空，在阴极和阳极之间强电场 的作用下，阴极发射的电子束穿过狭缝沿直线从阴极向阳极运 运动，电子束轰击在荧光屏这个障碍物上，激发出荧光，显 示出电子束的运动径迹。这使我们能够“看”到电子束的运动 状况，从而分析它的受力情况。
观察与思考
演示实验一：见图1-6-3。
未加磁场时，电子束做 直线运动。
演示实验二：见图1-6-4（α）
F 垂直于纸面 向外
（三）洛伦兹力的大小（请根据以下模型及
的问题，逐步思考，自学洛伦兹力公式的推导）
若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单 位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电 量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于 磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。求每个 自由电荷所受的洛伦兹力的大小?
高中物理选修3-2
专题学习 磁场对运动电荷的作用
一、洛伦兹力
极光
（一）认识洛伦兹力的本质
1.磁场对通电导线（电流）的作用力━━安培力。
2.电流 ━━ 电荷的定向移动。
（一）认识洛伦兹力的本质
运动电荷在磁场中受到的作用力,叫做洛伦兹力。
荷兰物理学家，他是 电子论的创始人、相对论 中洛伦兹变换的建立者， 1902年获得诺贝尔物理学 奖。
了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的
示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表
面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子
在进入地球周围的空间将 ( B )
A．竖直向下沿直线射向地面
B．向东偏转 C．向西偏转 D．向北偏转
宇
地
宙
磁
射
场
线
006.江苏南通08届第一次调研测试6
6．一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀
有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底
部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向
右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。关于带
电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确
的是 ( B D
)
A．小球带负电
B．小球运动的轨迹是一条抛物线
C．洛仑兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应
逐渐增大

BIL nLS

BnqvSL nLS

qvB
适用条件：带电粒子垂直进入磁场的情况。
如果粒子不带电或者平行于磁场进入，则不 受洛伦兹力。
（一）认识洛伦兹力的本质 （二）洛伦兹力方向的判断——左手定则 （三）洛伦兹力的大小
想一想：
来自宇宙的质子（带单位正电荷）流，以与地球 表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这
表达式：f洛=qvB
1.一长螺线管通有变化的电流，把一个 带电粒子(重力不计)沿管中心轴线射入 管中，粒子将在管中 ( C ) A. 做圆周运动
B. 沿轴线来回运动
C. 做匀速直线运动
D. 做匀加速直线运动
极光
（四）巩固练习
1. 一带负电的小滑块从光滑的斜面顶端滑 至底端时的速率为V；若加一个垂直纸面 向外的匀强磁场，则它滑至底端时的速率 将（ C ）