1什么是安培力及怎样计算(精)

1.什么是安培力及怎样计算？安培力方向怎样判断?思考?ABOO’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？问题安培力方向：左手定则大小：F=BIL(L⊥B)2.安培力产生的实质是什么?长沙县第九中学任展■长沙县第九中学任展■洛伦兹力实验：检验运动电荷在磁场中是否受到力的作用长沙县第九中学任展■一、洛伦兹力的方向：用左手定则判定注意：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。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。长沙县第九中学任展■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长沙县第九中学任展■截面A截面BL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f=qvB长沙县第九中学任展■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？长沙县第九中学任展■vBqv讨论1vBθB2B1v2v1f=qvB1=qvBsinθf=qv1B=qvBsinθθ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。长沙县第九中学任展■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长沙县第九中学任展■地磁场和太阳风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。长沙县第九中学任展■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fqv力f的方向垂直纸面向外力f的方向垂直纸面向外qv-qv长沙县第九中学任展■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B长沙县第九中学任展■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）VmmgR221RmfmgNV2VBqfgRBqmgT23长沙县第九中学任展■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所在的平面长沙县第九中学任展■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.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长沙县第九中学任展■作业练习三P179(1)、(2)长沙县第九中学任展■长沙县第九中学任展■长沙县第九中学任展■例1、试判断下列图中各带电粒子所受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向。VFFVVF粒子垂直于纸面向里运动所受洛仑兹力垂直于纸面向外长沙县第九中学任展■例2、表示磁场B的方向、正电荷运动方向v和磁场对运动电荷作用力F方向的相互关系，其中B、v、F的方向两两相垂直，正确的图是()FvBvBFBvF(A)(B)(C)(D)BvFB长沙县第九中学任展■例3、下列说法正确的是()A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力既不能改变带电子粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D.洛伦兹力对带电粒子不做动D长沙县第九中学任展■例4、带电粒子A（质量为m、电量为q）和带电粒子B（质量为4m、电量为2q）．若以相同动量垂直磁感线射入同一匀强磁场中（不计重力）则：（1）轨道半径之比____（2）周期之比____baRR:baTT:1:22:1