安培力与洛伦兹力对比

欢迎各位领导、老师光临指导！欢迎各位领导、老师光临指导！虞城县第一高级中学祝平原◆复习回忆◆1、电流在磁场中受安培力大小的公式如何？公式适用的条件是什么？2、安培力的方向如何？应如何判断？◆安培力大小：F=BIL适用条件：电流方向和磁场方向垂直。◆安培力的方向与磁场方向垂直，与电流方向垂直；应用左手定则判断。sinBILF电流是电荷的定向移动形成的，磁场对电流能产生力的作用，那么，运动电荷在磁场中是否也同样受到力的作用呢？问题课题：《磁场对运动电荷的作用力》课件教师：祝平原阴极阳极狭缝荧光屏电子束洛伦兹力NS１SN２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.洛伦兹力1.洛伦兹力定义：磁场对电荷的作用力。2.验证：★精密实验结论★1、运动电荷在磁场中受力的作用——“洛伦兹力”。（注：V∥B时运动电荷不受力）2、所受洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动方向也垂直；且遵守“左手定则”——“平伸左手，拇四垂直，磁感线垂直穿入手心，让四指指向正电荷运动方向，拇指所指为洛伦兹力的方向。”3、由以上内容可以看出安培力和洛伦兹力的关系——安培力是洛伦力的宏观表现；或者说：安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的合力。巩固练习：1、请标出下列各图中带电粒子的洛伦兹力方向××××××××××××××××××××VB+q××××××××××××××××××××VB－qVB＋qBV－qABCDFF不受力垂直纸面向外••••••••••••••••••••BVB方向向上或向下2、请标出下列各图中粒子所处的磁场方向或粒子的电性或粒子运动方向。＋qFVFF××××××××××××××××××××＋q••••••••••••••••••••BB－qVABCD不受力V－q洛伦兹力的大小：设有一段长为L，截面积为S的导体，通以电流强度为I的电流放入磁场中，导体与匀强磁场的方向垂直，磁感强度为B，导体单位体积内有n个自由电荷，电量为q，定向移动速率为V。导体所受的安培力为：F安=BIL导体中的电流有：I=nqVS安培力与每一个运动电荷受洛伦兹力的关系：F安=LSnF洛对上面三式进行处理得：F洛=BVq结论：运动电荷在磁场中垂直于磁场运动所受的洛伦兹力大小与磁感强度、电荷速度、电荷电量均成正比。根据所学知识进行分析思考并论述：1、洛伦兹力在电荷运动中的做功情况？2、洛伦兹力在带电物体运动中对运动状态的影响如何？◆洛伦兹力由于总与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功。这一点与安培力不同，请同学们理解、牢记。◆由于洛伦兹力不做功，所以在带电物体的运动中，洛伦兹力不影响物体的速率，只改变物体运动的方向。知识梳理：1、运动电荷在速度与磁场方向不平行时受磁场的作用力——洛伦兹力F2、通电导线在磁场中所受的安培力是形成电流的运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。3、洛伦兹力的方向垂直于磁场方向，垂直于运动方向，遵守左手定则。（洛伦兹力不做功）4、洛伦兹力的大小：F=BVq5、洛伦兹力的大小和方向都与磁场的B及运动速度V有瞬时对应关系。思考与讨论1、如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦兹力的作用下将作什么运动?+qv-qv一、带电粒子在匀强磁场中的运动2、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，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。2、圆周运动的半径mvRqB3、圆周运动的周期2mTqB2vqvBmR2RTv例题分析：1、如图所示，场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场相互正交，一个质子以速度V0并跟E、B都垂直的方向从A点射入，质子质量为m，电量为e，当质子运动到C点时，偏离射入方向的距离为d，则质子在C点的速率为多大××××××××××××××××××××EBACd？2、质量为m电量为＋q的小物块放在斜面上，斜面倾角为α，物块与斜面间摩擦系数为μ，设整个斜面置于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，斜面足够长，物块向下滑动能达到的最大速度是多少α××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××GNFf例题分析：？课堂练习：1、在一个长直螺线管中能入方向周期性变化的电流，然后沿螺线管中心轴线射入一个电子，电子在管内所作的运动将是（）A、匀速直线运动B、匀速圆周运动C、往复运动D、螺旋运动2、从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将会偏向（）A、南方B、北方C、上方D、下方3、磁场对通电导线的作用力，实质上是磁场对导线中作用力的宏观表现。所以，洛伦兹力是对的作用力。AC运动电荷磁场运动电荷4、（1992年高考题）如图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场。已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域未发生偏转。设电子重力不计，则这个区域内的E和B的方向可能是（）A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C、E竖直向上，B垂直纸面向外D、E竖直向上，B垂直纸面向里vEBAB课堂练习解：处理物体运动问题，要从受力分析入手，质子在运动过程中受两个力作用，电场力和洛伦兹力，由力的性质知，质子运动轨迹非常复杂，所以只能用动能定理解。洛伦兹力不做功，所以吸电场力做功。由动能定理得：eEd=mVt2/2－mV02/2解得：2eEd＋mV02mVt=物块开始下滑时速度不断增大，由F=qvB可知，F增大，而摩擦力f=μ（mgcosα+F）也增大，故合力F合=mgsin－f在不断减小。分析解答：物块下滑时的受力情况如图所示。当F合=0时，加速度a=0，物块速度达到最大，此后物块便作匀速直线运动。所以速度达到最大的条件是F合=0即有：mgsinα－μ（mgcosα＋F）=0又有：Fm=qVmB联解得：Vm=mg（sinα－μcosα）做直线运动说明电子流不受力作用；做曲线运动说明电子流受力作用。无磁场时，电子流做直线运动，电子不受力；有磁场时，电子流做曲线运动，电子受力。安培力是电流受的力，是运动电荷受力的合力；是运动电荷受力的宏观表现。