1、我們知道，磁場對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用。但如果導(dǎo)線中沒有電流，或者說導(dǎo)體的電荷沒有定向運(yùn)動(dòng)，磁場還會(huì)對(duì)導(dǎo)線有力的作用嗎？磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用，其實(shí)是對(duì)誰的作用呢？?討論交流?洛倫茲力（洛倫茲力（Lorentz forceLorentz force）?觀察思考?運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的磁場力，稱為洛倫茲力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的磁場力，稱為洛倫茲力3.43.4磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫茲力洛倫茲力?洛倫茲力的大小推導(dǎo)：如圖所示，直導(dǎo)線長為L，截面積為S，單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)電荷的電荷量為q，電荷定向移動(dòng)的速度為v，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.則：?電流I?安培力的大小F安?導(dǎo)線中運(yùn)

2、動(dòng)電荷數(shù)N?洛倫茲力的大小F洛qvBF ?IFB?洛倫茲力的方向左手定則?伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一個(gè)平面內(nèi)。?讓磁感線垂直穿入手心?四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向 .?洛倫茲力的方向左手定則vvvv洛倫茲力方向的判斷洛倫茲力方向的判斷FF?帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)洛倫茲力演示儀洛倫茲力演示儀B+qvF洛洛vvvo1.若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場中做_運(yùn)動(dòng)2.若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做_運(yùn)動(dòng)勻速直線勻速圓周?帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)?運(yùn)動(dòng)半徑跟帶電粒子的質(zhì)量和速度大小成正比，跟勻強(qiáng)磁場的

3、磁感應(yīng)強(qiáng)度和粒子所帶電荷量成反比。?運(yùn)動(dòng)的周期與運(yùn)動(dòng)的速度v、半徑R無關(guān)，只與粒子的質(zhì)量m，電荷量q，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)。?如圖所示，已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，運(yùn)動(dòng)速度為v，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T.B+qvF洛RvmqBv2?qBmvR?vRT?2?qBm?2?導(dǎo)出公式：基本公式：例例1 1、下圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片、下圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片 , ,顯示顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡跡. .云室放置在勻強(qiáng)磁場中 , ,磁場方向垂直照片向磁場方向垂直照片向里里.云室

4、中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用 .分析此徑跡可知粒子（）A.A.帶正電, ,由下往上運(yùn)動(dòng)B.帶正電, ,由上往下運(yùn)動(dòng)C.帶負(fù)電, ,由上往下運(yùn)動(dòng)D.帶負(fù)電, ,由下往上運(yùn)動(dòng)【答案】A例例2 2、如圖所示，一束帶正電的相同的粒子垂直磁場邊、如圖所示，一束帶正電的相同的粒子垂直磁場邊界自O(shè) O點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場中后分成了 3 3束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直，不計(jì)粒子的重力圖，粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直，不計(jì)粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3 ，則這三束粒子的速率之比v1: :v2: :v3= =. 在磁場中運(yùn)動(dòng)的

5、時(shí)間之比t t1:t2:t3= =. OACD【答案】1:2:3 1:1:1安培力安培力是磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的是磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的宏觀體現(xiàn)；宏觀體現(xiàn)；洛倫茲力是磁場對(duì)通電導(dǎo)線作用力的微觀表達(dá)。?教材教材P97P97練習(xí)與評(píng)價(jià)第練習(xí)與評(píng)價(jià)第5 5題題關(guān)于電場、磁場與電荷之間的關(guān)系，四位同學(xué)之間有不同的認(rèn)識(shí)。你認(rèn)為哪種認(rèn)識(shí)對(duì)，哪種認(rèn)識(shí)不對(duì)，說說理由。甲認(rèn)為：電荷在電場中和在磁場中一定受到場的作用力；乙認(rèn)為：電荷在電場中一定受電場力的作用，電荷在磁場中不一定受到磁場力的作用；丙認(rèn)為：電荷周圍一定有電場和磁場；丁認(rèn)為：電荷周圍一定有電場，不一定有磁場。對(duì)應(yīng)力內(nèi)容項(xiàng)目洛倫茲力電場力性質(zhì)產(chǎn)生條件大小

6、力方向與場方向的關(guān)系做功情況力為零時(shí)場的情況作用效果?洛倫茲力與電場力的比較對(duì)應(yīng)力內(nèi)容項(xiàng)目洛倫茲力電場力性質(zhì)磁場對(duì)在其中運(yùn)動(dòng)電荷的作用力電場對(duì)放入其中電荷的作用力產(chǎn)生條件v0 且v不與B平行電場中的電荷一定受到電場力作用大小FqvB(vB)FqE力方向與場方向的關(guān)系一定是FB，F(xiàn)v正電荷受力與電場方向相同，負(fù)電荷受力與電場方向相反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負(fù)功，也可能不做功力為零時(shí)場的情況F為零，B不一定為零F為零，E一定為零作用效果只改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不改變速度大小既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向洛倫茲力方向的判斷例3一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直于電場

7、方向向右射入勻強(qiáng)電場區(qū)域，穿出電場后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強(qiáng)度方向平行，如圖中的虛線表示在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()洛倫茲力大小的計(jì)算洛倫茲力大小的計(jì)算例4有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，為了使小球飄離平面，勻強(qiáng)磁場在紙面內(nèi)移動(dòng)的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？【答案】 mgqB 水平向左 半徑公式、周期公式的應(yīng)用例5已知?dú)浜伺c氦核的質(zhì)量之比m1m214，電荷量之比q1q212，當(dāng)氫核與氦核以v1v241的速度，垂直于磁場方向射入磁場后，分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

8、則氫核與氦核半徑之比r1r2_，周期之比T1T2_.【自主解答】 帶電粒子射入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以洛倫茲力提供向心力，即qvBmv2r，得：rm vqB，所以r1r2m1v1q1Bm2v2q2B21 同理，因?yàn)橹芷赥2 mqB 所以T1T22 m1q1B2 m2q2B12. 【答案】2112帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（1）1、在磁場中的運(yùn)動(dòng)仍滿足勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律2、粒子剛好不穿過該邊界時(shí)的條件是：邊界線是圓周軌跡的切線3、粒子以多大的角度射入磁場將以多大的角度射出磁場1、尋找圓心（1）已知磁場中的兩點(diǎn)的速度方向ABO（2）已知磁場中的一點(diǎn)

9、的速度方向和另一位置 ABO?軌跡、圓心、半徑的確定3、確定偏向角和圓心角帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向間的夾角叫偏向角偏向角等于圓心角即=，如圖所示.某段圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角是這段圓弧弦切角的二倍，即=2.2、確定半徑4、確定時(shí)間首先利用周期公式T2 mqB，求出運(yùn)動(dòng)周期T，然后求出粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2T. 也可用弧長與線速度的比值(tsv)求解 (1)直線邊界?帶電粒子在直線邊界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)?從單平面邊界垂直磁場射入的正、負(fù)粒子重新回到邊界時(shí)的速度大小、速度和邊界的夾角與射入磁場時(shí)相同?即當(dāng)帶電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小一定而方向變化時(shí)，粒子在

10、磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、射出磁場的位置都隨之變化，但軌跡圓半徑不變，所有可能軌跡圓的圓心應(yīng)分布在以P點(diǎn)為圓心、以Rmv/qB為半徑的半圓上?若帶電粒子從P點(diǎn)射入時(shí)的速度大小變化而方向一定時(shí)，粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡、軌跡圓半徑、出磁場的位置都隨之變化，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間和偏轉(zhuǎn)方向不變.(進(jìn)出磁場具有對(duì)稱性)例1如圖所示，在y0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正方向的夾角為,若粒子射出磁場的位置與O點(diǎn)的距離為L，求該粒子的電荷量和質(zhì)量之比q/m.BLvmq?sin20?跟蹤訓(xùn)練 1.如圖所示，

11、在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成 120角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是 ()A.3 v2 aB，正電荷 B.v2 aB，正電荷 C.3 v2 aB，負(fù)電荷 D.v2 aB，負(fù)電荷 解析：選 C.從“粒子穿過 y軸正半軸后”可知粒子向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)，由左手定則可判定粒子帶負(fù)電，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系有 rrsin30a，再結(jié)合半徑表達(dá)式rm vqB可得qm3 v2 aB

12、，故 C 正確 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（2）平行邊界磁場?平行邊界(存在臨界條件)1.如圖所示，一束電子 (電荷量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿透磁場時(shí)速度方向與原來入射方向的夾角是30，則電子的質(zhì)量是_，穿透磁場的時(shí)間是_（1）畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和圓心（2）利用平面幾何的知識(shí)計(jì)算半徑2.如圖所示，長為L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為L，板不帶電現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁場方向以速度v水半射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是 ( )A使粒子的速度v5BqL /4mC使粒子的速度vBqL /mD使粒子速度BqL /4mv0，0 x0，xa的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B在O點(diǎn)處有一小孔，一束質(zhì)量為m、帶電量為q(q0)的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場，最后打在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏亮.入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值已知