1、3. 3. 安培力方向怎么判斷？安培力方向怎么判斷？回首往事1.1.產生安培力的條件是什么？產生安培力的條件是什么？2. 2. 安培力大小如何求解？安培力大小如何求解？4.4.安培力的作用點如何確定？安培力的作用點如何確定？通電導線放在磁場中通電導線放在磁場中, ,電流方向與磁場方向不平行電流方向與磁場方向不平行. .sinBILF 左手定則左手定則放在勻強磁場中的通電導線放在勻強磁場中的通電導線, ,安培力作用點在安培力作用點在導線的中點導線的中點. .第1頁/共30頁1 1理論探索理論探索猜猜想想磁場對運動電荷有力的作用，通磁場對運動電荷有力的作用，通電導線的安培力電導線的安培力, ,可能

2、是作用在大可能是作用在大量運動電荷上力的宏觀表現量運動電荷上力的宏觀表現. .磁場對電流有力的作用磁場對電流有力的作用電流由電荷的定向移動形成電流由電荷的定向移動形成洛倫茲力洛倫茲力沒有大膽的猜想沒有大膽的猜想, ,就沒有偉大的發現就沒有偉大的發現. .第2頁/共30頁2實驗驗證實驗驗證第3頁/共30頁運動電荷在磁場中受到的作用力，叫做洛倫茲力。運動電荷在磁場中受到的作用力，叫做洛倫茲力。3.3.定義定義4.4.羅倫茲力與安培力的關系：羅倫茲力與安培力的關系：洛倫茲力是安培力的微洛倫茲力是安培力的微觀本質。觀本質。安培力是羅倫茲力的宏安培力是羅倫茲力的宏觀表現觀表現NfF安vqBIfFF安與安

3、與f方向相同方向相同第4頁/共30頁洛倫茲力的產生條件洛倫茲力的產生條件運動電荷在磁場中運動電荷在磁場中, ,運動方向與磁場方向不平行運動方向與磁場方向不平行. .v+運動方向垂運動方向垂直紙面向外直紙面向外 =0 =0或或1801800 0時，即時，即vBvB時，時，f=0f=0第5頁/共30頁2.2.電流方向和電荷運動方向有什么關系？電流方向和電荷運動方向有什么關系？4.4.洛倫茲力方向如何判斷？洛倫茲力方向如何判斷？ 1. 1. 安培力方向如何判定？安培力方向如何判定？3.3.安培力的方向和洛倫茲力方向有什么關系？安培力的方向和洛倫茲力方向有什么關系？左手定則左手定則與正電荷運動方向相同

4、，負電荷運動方向相反與正電荷運動方向相同，負電荷運動方向相反 相同相同平面左手定則左手定則洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向電荷的運動方向轉化為電流方向。電荷的運動方向轉化為電流方向。第6頁/共30頁洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方向垂直，所洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方向垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度方向，而不改以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度方向，而不改變速度的大小。變速度的大小。洛倫茲力對帶電粒子始終不做功！洛倫茲力對帶電粒子始終不做功！洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直，又與電荷運洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直，又與電荷運動速度方向垂直，因此，動速度方向垂直，因此，洛倫茲力方向垂直于

5、磁場洛倫茲力方向垂直于磁場和電荷運動速度方向所決定的平面和電荷運動速度方向所決定的平面伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，入手心，四指四指指向電流方向指向電流方向( (正電荷運動的方向正電荷運動的方向或負電荷運動的反向或負電荷運動的反向），那么），那么, ,大拇指大拇指所指的方所指的方向就是運動電荷所受洛倫茲力的方向。向就是運動電荷所受洛倫茲力的方向。 5.5.洛倫茲力方向特點？洛倫茲力方向特點？ 第7頁/共30頁（2）f f垂直紙面向外垂直紙面向外判斷下列各種情

6、況洛倫茲力的方向判斷下列各種情況洛倫茲力的方向vf f0 0v（3）（4）f fv（1）v+f第8頁/共30頁每個電荷的帶電量：每個電荷的帶電量：q q橫截面積：橫截面積：S S 單位體積的電荷數：單位體積的電荷數：n n 定向移動的速率：定向移動的速率：v v通電導體的長度：通電導體的長度：L L 磁感應強度磁感應強度:B:BnqvSI BILF安LnqvSBF)(安NfF安nLSN qvBnLSLnqvSBf)(洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小公式推導公式推導適用條件勻適用條件勻強磁場強磁場v vBBSLvqBIfFn第9頁/共30頁問題問題6 6：若：若 v v與與B B間的夾角為間的夾角為

7、, , 電荷受到的洛電荷受到的洛倫茲力如何求解？倫茲力如何求解？ =0 =0或或1801800 0時，即時，即vBvB時，時，f=0f=0 =90 =90時，即時，即vBvB時，時，f=qvBf=qvB；vvBv/f=qvB=qvBsinB=qvBsin適用條件適用條件: :勻強磁場勻強磁場 角為電荷運動方向和磁場方向的夾角角為電荷運動方向和磁場方向的夾角第10頁/共30頁q=210-8 C，v=4103 m/s， B=0.5Tf =410-5 Nf =210-5 NF求下列各種情況的洛倫茲力求下列各種情況的洛倫茲力B60vv45 B垂直紙面向里垂直紙面向里第11頁/共30頁洛倫茲力總結洛倫茲

8、力總結1.1.產生條件產生條件電荷在磁場中運動，且運動方向與磁場方向不平行電荷在磁場中運動，且運動方向與磁場方向不平行2. 2. 大小大小f f= =qvBqvBsinsin =0 =0或或1801800 0時，即時，即vBvB時，時，f=0f=0 =90 =90時，即時，即vBvB時，時，f=qvBf=qvB； 角為電荷運動方向和磁場方向的夾角角為電荷運動方向和磁場方向的夾角適用條件：勻強磁場適用條件：勻強磁場3.3.方向方向安培力的方向和洛倫茲力方向相同，應用左手定則安培力的方向和洛倫茲力方向相同，應用左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意電流方向與正電荷運動方判斷洛倫茲力的方向，注意電流方向與

9、正電荷運動方向相同，負電荷運動方向相反向相同，負電荷運動方向相反洛倫茲力方向總是垂直于磁場方向和電荷運動方向洛倫茲力方向總是垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面，洛倫茲力對電荷始終不做功所決定的平面，洛倫茲力對電荷始終不做功第12頁/共30頁B Dqv例題分析例題分析討論討論: :弱螺線管中通有正弦交流電弱螺線管中通有正弦交流電, ,帶電粒子將做什么運動？帶電粒子將做什么運動？第13頁/共30頁B第14頁/共30頁BGNFff221mvlFmghf第15頁/共30頁BcosmgqvB 221sinmvSmg第16頁/共30頁abcEBCqEqEqEGaGbfGCfabc第17頁/共30頁B

10、LCOA第18頁/共30頁 + + + + + +- - - - - -Vm+qFf速度選擇器速度選擇器第19頁/共30頁+ + + + + +- - - - - - Vm+qFf2022121mvmvqEy第20頁/共30頁f+ + + + + +- - - - - - Vm+qF2022121mvmvqEy第21頁/共30頁等離子體等離子體+ + + + + +- - - - - - f+f-磁流體發電機磁流體發電機qvB=qU/dE=U=Bdv第22頁/共30頁dI霍爾效應霍爾效應B第23頁/共30頁 I第24頁/共30頁 I+ + + + + +- - - - - -hhUeF evB

11、f hvBU dIBKU neK1第25頁/共30頁2、如圖所示，質量為m，電量為+q的小球，可在半徑為R的半圓形光滑的絕緣軌道兩端點M、N之間來回滾動，磁場B垂直于軌道平面，小球在M（N）處速度為零。若小球在最低點的最小壓力為零，則B= ，小球對軌道最低點的最大壓力為 。第26頁/共30頁四.應用實例1.地磁場對宇宙射線的阻擋作用及意義第27頁/共30頁宇宙射線第28頁/共30頁問題問題4:4:通電導線受到的安培力跟羅侖茲力是什通電導線受到的安培力跟羅侖茲力是什么關系？么關系？nqvSI BILF nLSN NfF nLSfLnqvSBqvBf 問題問題1 1：電流強度：電流強度I I的微觀表達式是多少？的微觀表達式是多少？問題問題2 2：這段