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探究洛倫茲力第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器第1頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器一、一個(gè)有趣自然現(xiàn)象在地球南極和北極經(jīng)常出現(xiàn)極光南極光北極光如此絢麗多彩極光是什么原因引發(fā)呢科學(xué)告訴我們：極光產(chǎn)生與地磁場(chǎng)對(duì)來自太空高速帶電粒子作用相關(guān)第2頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器電流是由電荷定向移動(dòng)形成；磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有安培力作用

。由此能夠推斷：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體安培力是由作用在運(yùn)動(dòng)電荷上力引發(fā)第3頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器1892年，荷蘭物理學(xué)家洛倫茲就研究了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力問題。為了紀(jì)念洛倫茲對(duì)物理學(xué)貢獻(xiàn)，物理學(xué)中將這種力稱為洛倫茲力（Lorentzforce）。洛倫茲，(H．A．Lorentz,1853～1928)

洛倫茲力是矢量？還是標(biāo)量？矢量第4頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器二、洛倫茲力方向第5頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器觀察與思索：1、在沒有外加磁場(chǎng)時(shí)，電子束運(yùn)動(dòng)徑跡是怎樣？第6頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器觀察與思索：2、將磁鐵靠近陰極射線管，電子束運(yùn)動(dòng)徑跡有沒有改變？怎樣改變？第7頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器觀察與思索：3、改變磁場(chǎng)方向，電子束運(yùn)動(dòng)徑跡又將怎樣改變？第8頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器安培力方向是跟電流和磁場(chǎng)方向垂直。I你能由此推斷出洛倫茲力方向嗎？第9頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器洛侖茲力方向跟電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向垂直。判定方法洛倫茲力方向符合左手定則：——伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，磁感線垂直穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向，那么，拇指所指方向就是正電荷所受洛倫茲力方向．若是負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向，那么四指應(yīng)指向其反方向第10頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器【例題1】判斷圖中帶電粒子所受洛侖茲力方向：ffff【例題2】依運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷圖中帶電粒子電性。V第11頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器三、洛倫茲力大小設(shè):導(dǎo)線內(nèi)單位體積內(nèi)電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷電量為q，電荷定向運(yùn)動(dòng)速度為v，陰影部分導(dǎo)線內(nèi)電荷數(shù)為N導(dǎo)線中電流所受到安培力運(yùn)動(dòng)電荷總數(shù)單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷所受到作用力即f=qvB截面A截面BLI=nqsvF=BIL=BnqsvLN=nsLf=F/N第12頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器f=qvB

此公式適合用于速度方向與磁場(chǎng)方向垂直情況單位：洛倫茲力f

牛頓（N）磁感應(yīng)強(qiáng)度B特斯拉（T）帶電量q

庫(kù)侖（C）速度v米/秒（m/s）適用范圍當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行（v//B)時(shí)，電荷不受洛倫茲力作用，即f=0注意第13頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器【例題3】在一豎直平面內(nèi)有一質(zhì)量為m，帶電量為q帶電小球，以速率v垂直進(jìn)入如圖所表示勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．求：磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度及帶電小球電性．【理論描述】

1.安培力是洛倫茲力宏觀表現(xiàn)；

2.洛倫茲力是安培力微觀本質(zhì)。F=BIL與f=qvB關(guān)系第14頁(yè)第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器【例題4】為使從電子槍發(fā)射電子（質(zhì)量m、電量e、初速度為零）能沿入射方向經(jīng)過相互垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感強(qiáng)度為B）區(qū)域，對(duì)電子加速電壓為______Bv0U電子槍第15頁(yè)小結(jié)洛倫茲力概念：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到作用力。

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受到安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力方向由左手定則判定1、正電荷運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相同，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反。2、洛倫茲力垂直于ν與Β所在平面第五章磁場(chǎng)與盤旋加速器第16頁(yè)洛倫茲力大小

1.當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直（v⊥B）時(shí)，f=qvB.