3.5磁场对运动电荷的作用力.pptx

磁场对运动电荷的作用力;安培力━━磁场对电流的作用力;

图3－5－1

2．磁场对运动电荷有力的作用，人们称这种力为 ．;;伸开左手，使拇指和其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。;2．洛伦兹力的大小

若带电粒子运动方向与磁感应强度方向垂直，则F＝ .若粒子速度方向与磁感应强度方向的夹角为θ，则F＝ .

3.洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力不改变带电粒子运动速度的 ，只改变粒子运动的方向．洛伦兹力对带电粒子不做功．;一、对洛伦兹力方向的理解

1．决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向．当电荷电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变．;2．在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面．

3．由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，洛伦兹力只能改变电荷速度的方向，不能改变速度的大小．;1．判断负电荷在磁场中运动受洛伦兹力的方向，四指要指向负电荷运动的相反方向，也就是电流的方向．

2．电荷运动的方向v和B不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B和速度方向v.;2．洛伦兹力和安培力的区别与联系

(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现；

(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为；;(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功．

可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的必然联系，也有显著的区别．;第五节磁场对运动电荷的作用力;3．洛伦兹力与电场力的比较;三、带电粒子在复合场中的直线运动

1．复合场一般包括重力场、电场和磁场三种场的任意两种场复合或三种场复合．

2．带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路

(1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意电场力和洛伦兹力的分析．

(2)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．;(3)灵活选择不同的运动规律

①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，粒子受力必然平衡，由平衡条件列方程求解．

②对于临界问题，注意挖掘隐含条件．;1．电子、质子、α粒子等一般不计重力，带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用．

2．注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力始终和运动方向垂直，永不做功的特点．;

在图3－5－3所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．;图3－5－3

【思路点拨】应用左手定则判断洛伦兹力方向，根据公式F＝qv⊥B求洛伦兹力的大小．;【解析】(1)因v⊥B，所以F＝qvB，方向与v垂直向左上方．

(2)v与B的夹角为30°，将v分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量，v⊥＝vsin30°，F＝qvBsin30°＝qvB.方向垂直纸面向里．

(3)由于v与B平行，所以不受洛伦兹力．

(4)v与B垂直，F＝qvB，方向与v垂直斜向上．;【答案】(1)qvB垂直v斜向左上方

垂直纸面向里(3)不受洛伦兹力(4)qvB垂直v斜向上;【思维总结】(1)用左手定则判断洛伦兹力方向时，要特别注意运动电荷的正负，四指应指向正电荷运动的方向，或指向负电荷运动的反方向．

(2)计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清v与磁感应强度B的方向关系．当v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB；当v∥B时，F＝0；当v与B成θ角(0θ90°)时，应将v(或B)进行分解取它们垂直的分量计算．;;若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小?;这段导体所受的安培力的表达式是什么？;每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？;(1)Θ=90°时，F=qvB;