您好,欢迎访问三七文档
1、判断安培力的方向IIFF〖复习〗IF若已知上图中:B=4.0×10-2T,导线长L=10cm,I=1A。求:导线所受的安培力大小?F=BIL=4×10-2T×1A×0.1m=4×10-3N2、什么是电流?答:电荷的定向移动磁场对电流有力的作用,而通电导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。我们自然会猜想:洛伦兹荷兰物理学家洛伦兹首先提出了磁场对运动电荷有作用力的观点。为了纪念他,这种力被称为洛伦兹力。这个力是作用在运动电荷上.安培力与洛伦兹力的关系安培力洛伦兹力微观宏观安培力是洛伦兹力的宏观体现,洛伦兹力是安培力的微观表现。问:怎样观察带电粒子在磁场中的运动状态,进而对它们进行受力分析呢?实验装置:阴极射线管实验结果(1).在没有外磁场时,电子沿直线前进,表明运动的电荷没有受到力的作用.(2).当有外磁场时,电子束运动的轨迹发生弯曲,表明运动电荷受到磁场的作用力.vv1、伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所手洛伦兹力的方向2、若运动的是负电荷,则四指指向负电荷运动的反方向,那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向FF二、洛伦兹力的方向:vvBvFFF=0试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。1、可见:以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于电流方向,同样我们可知洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于电荷运动方向。关于洛仑兹力的说明:3.洛仑兹力对电荷一定不做功。1.洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。洛仑兹力永远与速度方向垂直。2.洛仑兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小。三、洛伦兹力的大小:如图,以一根长为L,横截面积为S、通过的电流为I的导线为研究对象,设每个自由电荷的电量为q,请你完成如下问题:1、设直线导线处在磁感应强度为B的匀强磁场中,电流与磁场方向垂直,如何求出该段电流受到的安培力F?F=BIL2、若把安培力F看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力f的矢量和,设总自由电荷数为N,电荷运动的平均速度为v,能求出f吗?fFNqvBV[问题]若此电子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢?洛仑兹力:F=qVB(V垂直B)sin(FBqvBv为与的夹角)【例题】质量为m,带电量为q的带电粒子,以速率v垂直进入如图所示的匀强磁场中,恰好做匀速直线运动.求:磁场的磁感应强度及带电粒子的电性.例:如图为速度选择器的示意图。图中的离子源利用加速电场将带电粒子沿S1S2方向发射出来,由离子源发射出来的粒子的速度并不一致。借助于“速度选择器”,可以挑选出所需速度的粒子。图中两个平行金属板分别连在电源的两极上,其间形成方向沿纸平面向上、电场强度的大小为E的匀强电场;同时在该空间加有方向垂直于纸面指向读者、磁感就强度的大小为B的匀强磁场。试问:具有多大速度的带电粒子才能沿直线穿过小孔S1和S2?----------+++++++++++离子源S1S2解:设带电粒子所带电荷量为q,速度为V。根据平衡条件:qvB=qEEvB····························课堂小结:1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的力。2、洛伦兹力方向判断方法:vF四指与正电荷运动方向相同;与负电荷运动方向相反。3、洛伦兹力一定与速度方向垂直,所以洛伦兹力一定不做功。课堂小结:5、速度选择器:EvB4、洛伦兹力的大小:f=qvB(当B垂直v时)(V与q无关)反馈练习:1.如图16-51所示的正交电场和磁场中,有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中,并沿直线运动(不考虑重力作用),则此粒子()A.一定带正电B.一定带负电C.一定不带电D.可能带正电或负电,也可能不带电D反馈练习:2、带电量为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是[]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,且速度反向且大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变。C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用。D.带电粒子受到洛伦兹力越小,则该磁场的磁感强度越小。B3.如图16-52所示,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向水平向里,有一正离子恰能沿直线从左到右水平飞越此区域,则[]A.若电子以相同速率从右向左飞入,电子也沿直线运动B.若电子以相同速率从右向左飞入,电子将向上偏转C.若电子以相同速率从右向左飞入,电子将向下偏转D.若电子以相同速率从左向右飞入,电子也沿直线运动BD巩固练习试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向,或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vFFVFvV洛伦兹力方向垂直纸面向里洛仑兹力和电场力的区别:1.电荷在电场中一定受到电场力的作用,与其运动状态无关;而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用,只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。2.大小:F电=EqF洛=Bqvsinθ。3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向;而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向,又垂直于运动方向。4.电场力要对运动电荷做功(电荷在等势面上运动除外);而电荷在磁场中运动时,磁场力一定不会对电荷做功。
本文标题:3.5研究洛伦兹力
链接地址:https://www.777doc.com/doc-3194560 .html