洛伦兹力的方向

洛伦兹力
Hale Waihona Puke 一、洛伦兹力的方向：用左手定则判定
左手定则：伸开左手，使大拇 指跟其余四指垂直，且处于同 一平面内，把手放于磁场中， 让磁感线垂直穿入手心，四指 指向正电荷运动方向，那么， 拇指所指的方向就是正电荷所 受洛伦玆力的方向。
注意：左手定则中四指方向应 与正电荷的移动方向相同，与 负电荷的运动方向相反。
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，电荷不受洛伦兹力.
洛伦兹力对运动电荷不做功 区分带电粒子在电场和在磁场中受力 情况不同
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状 态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向 与运动状态有关
作 业
练习三 P179 (1)、(2)

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
导体中的电流是由电荷的定向移动产生的
截面A
截面B
L
导线中的电流 I=nqsv 所受到的安培力 F=BIL=BnqsvL 运动电荷的总数 nsL 单个运动电荷所受到的作用力 f=F/nsL 即
练习2、带电为+q的粒子在匀强磁场中运动说法正确
的是

A、只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同。 B、如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则
洛伦兹力的大小不变。 C、洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场 方向一定与电荷运动方向垂直。 D、粒子只受到洛伦兹力作用其运动的动能动量均 不变
正确答案
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。
练习1、试判断下列各题中带电粒子 在磁场中所受洛仑兹力的方向
q
f
v
v
v
-q
q
力f 的方向垂直 纸面向外
力f 的方向垂直 纸面向外
T 3mg Bq 2gR
小 结
洛伦兹力的概念：运动电荷在磁场中 受到的作用力。
通电导线在磁场中所受到的安培力是 大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
洛伦兹力的方向由左手定则判定
1、正电荷的运动方向与电流方向相同， 负电荷运动方向与电流方向相反。
2、洛伦兹力垂直于ν与Β所在的平面
洛伦兹力的大小
B1
q
f =qvB1=qvBsinθ 带电粒子在运动过程 中，洛伦兹力的方向 既和运动方向垂直又 和磁场方向垂直，即 垂直于速度方向与磁 场方向确定的平面。
v1
θ
v
v2
B
f =qv1B=qvBsinθ
讨 论2: 带电粒子在磁场中运动时，
洛伦玆力对带电粒子是否做功？
结论：洛伦兹力对 运动电荷不做功
地磁场和太阳风
O
A
O’ B
问题
在如图所示装置中，金属杆AB的两端分 别用细丝线悬挂在O和O’点，金属杆AB 处于垂直自身的水平匀强磁场中，当K 闭合与断开时，丝线中张力有何变化？
安培力
方向：左手定则
大小：F=BIL (L⊥B)
• 河北省邢台市第一中学
• 史鸿耀
张会波
郝英
实验：检验运动电荷在磁场中是否受到力的作用
B

练习3，一半径为R的 半圆形光滑绝缘滑轨 置于垂直向里的匀强 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．在运动过 程中，小球在最低点 时对滑轨的压力为： （设整个运动过程小 球不离开轨道）
1 2 mgR mV 2
N mg f mV
2
R
f Bq V
f =qvB
二、洛伦兹力的大小
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，电荷不受洛伦兹力作用， 即 f=0. 讨论1：如果电荷的运动方向与磁场的 方向既不平行，也不垂直时，电荷所 受洛伦兹力情况如何？
讨 论1
v
θ
B2
v B