洛伦兹力

第五节研究洛伦兹力【推理与猜想】磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力可能是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现。即：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。【实验】磁场对运动电荷有力的作用——这个力叫洛仑兹力。第五节研究洛伦兹力一.洛伦兹力的方向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。第五节研究洛伦兹力关于洛仑兹力的说明：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.洛仑兹力对电荷不做功3.洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。——洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。第五节研究洛伦兹力【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向：一、洛伦兹力1．定义：磁场对的作用力．2．洛伦兹力的方向(1)洛伦兹力的方向可由判断．(2)左手定则应用要点：掌心——让垂直穿过掌心．四指——四指指向运动方向或负电荷运动的反方向．大拇指——指向方向．运动电荷左手定则磁感线正电荷洛伦兹力【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。第五节研究洛伦兹力二.洛伦兹力的大小【理论基础】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。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，横截面积为S，阴影部分导线内电荷数为NFBILvfBqL=vtQ=NqN=nSvtF=NfQIt3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力.(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝.(3)V与B不平行，不垂直时，洛伦兹力F＝.F＝0qvBqvBsinθ（θ为V与B的夹角）2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动．二、带电粒子在匀强磁场中的运动状态1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动．匀速直线匀速圆周(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向时，应特别注意正、负电荷的区别．(2)由于洛伦兹力始终与速度垂直，因此，它永不做功．例3如图10-6所示，螺线管两端加上交流电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入，则该电子在螺线管内将做[]A．加速直线运动B．匀速直线运动C．匀速圆周运动D．简谐运动B第五节研究洛伦兹力【例题4】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．1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行B解析：通电直导线与磁场方向平行时，安培力等于零，故A错；安培力一定垂直于磁场和电流所决定的平面，即安培力方向一定垂直于磁场方向，D错；洛伦兹力也一定垂直于磁场与速度方向决定的平面，即洛伦兹力一定与运动方向垂直，洛伦兹力一定不做功，C错；安培力与洛伦兹力的关系为安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，B项正确．答案：B2．(2009·广东理基)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向B解析：F＝qvB，洛伦兹力的特点是永远与运动方向垂直，永不做功，因此选B.答案：B第六节洛沦兹力与现代技术三.速度选择器qEBqvEvB在电、磁场中，若不计重力，则：1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；2.注意电场和磁场的方向搭配。第五节研究洛伦兹力【例题5】已知一质子以5×107m/s的速度沿上图所示方向进入磁感应强度B=2T的匀强磁场中，质子受的洛仑兹力为多大？质子带电量Q=1.6×10-19C