5.5 探究洛伦兹力5.5 探究洛伦兹力


一个绚丽而有趣的自然现象——极光




为什么会产生极光？ 科学研究表明：由于地磁场俘获带电粒子而出现的现象


外层空间射入地磁场中的带电粒子在地磁场力的作用下被“俘获”后,向南北两极“沉降”,它们在两极上空与空气分子发生碰撞后产生辐射从而形成极光.


第五章 磁场与回旋加速器电流是由电荷的定向移动形成的；磁场对通电导体有安培力的作用 。由此可以推断： 磁场对通电导体的安培力是由作用在运动电荷上的力引起的


1892年，荷兰物理学家洛伦兹就研究了磁场对运动电荷作用力的问题。为了纪念洛伦兹对物理学的贡献，物理学中将这种力称为洛伦兹力（Lorentz force）。洛伦兹， ( H．A．Lorentz,1853～1928)


观察与思考：1、在没有外加磁场时，电子束的运动径迹是怎样的？一、洛伦兹力的方向


观察与思考：2、将磁铁靠近阴极射线管，电子束的运动径迹有没有变化？怎样变化？


观察与思考：3、改变磁场方向，电子束运动径迹又将怎样变化？


第五章 磁场与回旋加速器安培力的方向是跟电流和磁场方向垂直的。I你能由此推断出洛伦兹力的方向吗？


洛仑兹力的方向跟电荷运动方向和磁场方向垂直。判定方法洛伦兹力的方向符合左手定则：——伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向． 若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向


洛仑兹力的特点：
WFScos)q=90(0
①洛仑兹力F一定和B、V决定的平面垂直。②洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小。③洛伦兹力永远不做功。


【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向 ：fff 垂直于纸面向里【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。Vf 垂直于纸面向外


二、洛伦兹力的大小设:导线内单位体积内的电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷定向运动的速度为v，阴影部分导线内电荷数为N导线中的电流所受到的安培力运动电荷的总数单个运动电荷所受到的作用力即 f =qvB截面A截面BLI=nqsvF=BIL=BnqsvLN=nsLf=F/N


F=BIL 与 f =qvB的关系【理论描述】 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现； 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。


式运动
小结： 若v⊥B, f=Bvq，匀速圆周运动若v∥B, f=0，匀速直线运动B1B2若v与B有夹角θ,f=Bvqsinθ，螺旋


（N） 磁感应
强度B 特斯拉 （T） 带电量 q 库
仑 （C） 速度 v 米/秒
（m/s）
B 此
适
围1、用
公式适与于速度方向用磁场方向垂直的
范
情况单位：洛伦兹力 f 牛顿
当电荷的运动方向与磁场方向平行，电荷v//B)时（不受洛伦兹力作用，即 f=02、洛伦兹力
始终于电荷的运动速度（垂直f⊥v）注意
f=q v


、带电粒子在磁场中的运动 由左手定则可
知：当质量为m，带电量为
速的带电粒子，以q率v垂直
进入匀强的场中时，受到磁洛伦兹力与其运动方向
始终垂直，试分
讨析其在匀论强中磁场如何运动？
三


演示仪
洛伦兹力


进入匀强速场中时作匀磁圆周运动，洛伦兹力
提供向心力
f直子垂粒带电BqvF
向
2
v
qvBm
r
mv
r
qB
2r2m
T
vqB


业 P120 ：1、2、3
作