荷蘭物理學(xué)家洛倫茲〔Lorentz，1853—1928〕

洛倫茲——“我們時(shí)代最偉大最尊貴的人”。第五節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用第一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲洛倫茲——“我們時(shí)代最偉大最尊11、運(yùn)用左手定那么判斷安培力的方向II2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？FF一、復(fù)習(xí)３、既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，那么我們是否可以想到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢？第二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。1、運(yùn)用左手定那么判斷安培力的方向II2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作2運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I【推理與猜測(cè)】第三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I【推理與猜測(cè)】第三頁(yè)，編輯3二、電子射線管實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力－vf－vf－vf－vf－vf－vfIF安.....................安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)第四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。二、電子射線管實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力ffff4三、洛倫茲力的方向、左手定那么vv1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過手心，假設(shè)四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向2、假設(shè)四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向ff第五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。三、洛倫茲力的方向、左手定那么vv1、伸開左手，使大拇指和5三、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外試判斷以以下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向1、可見：以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反。2、安培力方向由左手定那么判斷。我們知道安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定那么判斷洛倫茲力f的方向也既垂直于磁場(chǎng)B的方向又垂直于電荷運(yùn)動(dòng)速度v的方向－－－左手定那么第六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。三、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外試判斷以以下圖中的6四、穩(wěn)固練習(xí)試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向。vffvv洛倫茲力方向垂直紙面向里洛倫茲力方向垂直紙面向外v第七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。四、穩(wěn)固練習(xí)試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子7關(guān)于洛倫茲力的說明：1.洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面。洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。2.洛倫茲力對(duì)電荷不做功3.洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小?！鍌惼澚?duì)電荷只起向心力的作用，故只在洛倫茲力的作用下，電荷將作什么運(yùn)動(dòng)？－－－勻速圓周運(yùn)動(dòng)。第八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。關(guān)于洛倫茲力的說明：——洛倫茲力對(duì)電荷只起向心力的作用，故只8試判斷以以下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何v01、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小f=0

如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),初速度vo跟磁感強(qiáng)度B的方向平行,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)五、洛倫茲力的大小我們知道：當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)安培力等于0第九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。試判斷以以下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如92、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力f最大；vqB【思考與討論】:洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?五、洛倫茲力的大小當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B電荷量q電荷運(yùn)動(dòng)快慢v第十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。2、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂vqB【思考與討論】:五10（三）洛倫茲力的大小若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力：

I的微觀表達(dá)式：

這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)：

每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大?。篎=BILI=nqsvN=nLs【思考與討論】vtvsv第十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。（三）洛倫茲力的大小推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力：11V［問題］假設(shè)此電子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢？洛倫茲力：F=qVB(V垂直B〕B1B2第十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。V［問題］假設(shè)此電子不垂直射入磁場(chǎng)，洛倫茲力：F=qV12安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。2.大小關(guān)系：F安＝NF洛〔N是導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)〕3.方向關(guān)系：F安與F洛方向相同4.F安與F洛本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力第十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。2.131、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則[

]A．帶電粒子速度大小改變；B．帶電粒子速度方向改變；C．帶電粒子速度大小不變；D．帶電粒子速度方向不變。CD第十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。1、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管14洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力作用，只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。2.大小：F電＝Eq,F洛=Bqvsinθ。3.電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線的切線方向；而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向。4.電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功〔電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除外〕；而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。第十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與152、擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，假設(shè)擺球帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)小球從最高處擺到最低處，擺線上拉力T多大？第十六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。2、擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，假16解析：

擺球在運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得：第十七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。解析：擺球在運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得：第十七頁(yè)17

擺球在最低點(diǎn)時(shí)的速度方向不同，洛倫茲力方向不同，繩受到的拉力大小不同當(dāng)擺球向右擺時(shí)，第十八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。擺球在最低點(diǎn)時(shí)的速度方向不同，洛倫茲力方向不同，18六電視顯像管的工作原理主要構(gòu)造:電子槍〔陰極〕、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等第十九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。六電視顯像管的工作原理主要構(gòu)造:電子槍〔陰極〕、偏轉(zhuǎn)線圈19【思考與討論】1．假設(shè)要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的Ａ點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？六電視顯像管的工作原理２．假設(shè)要使電子束打在Ｂ點(diǎn)，磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？３．假設(shè)要使電子束打在熒光屏上的位置由Ｂ逐漸向Ａ點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？第二十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分?！舅伎寂c討論】1．假設(shè)要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光20原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理六電視顯像管的工作原理第二十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理六電視顯像管的工作原理第二十21荷蘭物理學(xué)家洛倫茲〔Lorentz，1853—1928〕

洛倫茲——“我們時(shí)代最偉大最尊貴的人”。第五節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用第一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲洛倫茲——“我們時(shí)代最偉大最尊221、運(yùn)用左手定那么判斷安培力的方向II2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？FF一、復(fù)習(xí)３、既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，那么我們是否可以想到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢？第二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。1、運(yùn)用左手定那么判斷安培力的方向II2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作23運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I【推理與猜測(cè)】第三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I【推理與猜測(cè)】第三頁(yè)，編輯24二、電子射線管實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力－vf－vf－vf－vf－vf－vfIF安.....................安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)第四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。二、電子射線管實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力ffff25三、洛倫茲力的方向、左手定那么vv1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過手心，假設(shè)四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向2、假設(shè)四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向ff第五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。三、洛倫茲力的方向、左手定那么vv1、伸開左手，使大拇指和26三、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外試判斷以以下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向1、可見：以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反。2、安培力方向由左手定那么判斷。我們知道安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定那么判斷洛倫茲力f的方向也既垂直于磁場(chǎng)B的方向又垂直于電荷運(yùn)動(dòng)速度v的方向－－－左手定那么第六頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。三、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外試判斷以以下圖中的27四、穩(wěn)固練習(xí)試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向。vffvv洛倫茲力方向垂直紙面向里洛倫茲力方向垂直紙面向外v第七頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。四、穩(wěn)固練習(xí)試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子28關(guān)于洛倫茲力的說明：1.洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面。洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。2.洛倫茲力對(duì)電荷不做功3.洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小?！鍌惼澚?duì)電荷只起向心力的作用，故只在洛倫茲力的作用下，電荷將作什么運(yùn)動(dòng)？－－－勻速圓周運(yùn)動(dòng)。第八頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。關(guān)于洛倫茲力的說明：——洛倫茲力對(duì)電荷只起向心力的作用，故只29試判斷以以下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何v01、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小f=0

如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),初速度vo跟磁感強(qiáng)度B的方向平行,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)五、洛倫茲力的大小我們知道：當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)安培力等于0第九頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。試判斷以以下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如302、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力f最大；vqB【思考與討論】:洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?五、洛倫茲力的大小當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B電荷量q電荷運(yùn)動(dòng)快慢v第十頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。2、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂vqB【思考與討論】:五31（三）洛倫茲力的大小若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力：

I的微觀表達(dá)式：

這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)：

每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大?。篎=BILI=nqsvN=nLs【思考與討論】vtvsv第十一頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。（三）洛倫茲力的大小推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力：32V［問題］假設(shè)此電子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢？洛倫茲力：F=qVB(V垂直B〕B1B2第十二頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。V［問題］假設(shè)此電子不垂直射入磁場(chǎng)，洛倫茲力：F=qV33安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。2.大小關(guān)系：F安＝NF洛〔N是導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)〕3.方向關(guān)系：F安與F洛方向相同4.F安與F洛本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力第十三頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。2.341、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則[

]A．帶電粒子速度大小改變；B．帶電粒子速度方向改變；C．帶電粒子速度大小不變；D．帶電粒子速度方向不變。CD第十四頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。1、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管35洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力作用，只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。2.大?。篎電＝Eq,F洛=Bqvsinθ。3.電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線的切線方向；而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向。4.電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功〔電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除外〕；而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。第十五頁(yè)，編輯于星期五：十點(diǎn)五十九分。洛倫茲力和電場(chǎng)力