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观看美丽的极光视频,如此美丽的极光一般出现在在哪些地方？ 什么时候会出现？是怎样形成的？,第五节 研究洛伦兹力,选修3-1第三章 磁场,学习目标,1、认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向； 2、会计算洛伦兹力的大小； 3、理解洛伦兹力对运动不作功,1、试画下图中所示的带电粒子所受的洛伦兹力的方向,2、长为L、横截面积为s的直导线通有电流I，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，电流与磁场的方向垂直. 、设导线单位体积内的自由电荷数为 n、每个电荷的电荷量为q,求导线中自由 电荷的总数和总电量？,、求导线受到的安培力大小？根据F=Nf,求出导线中每个自 由电荷受到的洛伦兹力f？,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,一、洛伦兹力的方向：符合左手定则 伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。,、导线中的自由电荷以速度为V做定向运动形成电流。求自由 电荷从导线一端运动到另一端的时间？通过导线的电流？,L,一根长为L、横截面积为s的直导线通有电流I，处在磁感 应强度为B的匀强磁场中，电流与磁场的方向垂直。 、设导线单位体积内的自由电荷数 为n、每个电荷的电荷量为q，求导线 中自由电荷的总数N和总电量Q？,、导线中的自由电荷以速度为V做定向运动形成电流。自由 电荷从导线一端运动到另一端的时间？通过导线的电流？,、求导线受到的安培力大小？根据F=Nf,求出导线中每个自由电荷受到的洛伦兹力f？,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,L,N=SLn,Q=qN=qsLn,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,f、B、v方向关系示意图,f、B、v方向关系示意图,粒子带正电,二、洛仑兹力,2、洛伦兹力的大小 当 vB 时,f = qvB, 当 vB (V=0)时, 当v与B之间有一定夹角时，,f = q v B sin ,vsin,1、,定义：运动电荷在磁场中受到的作用力,称为洛伦兹力,3.洛仑兹力f的方向总是与v垂直，也与B垂直，即f总是垂直 与B和v所决定的平面.,f = 0 （电荷不受洛仑兹力作用）,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,f、B、v方向关系示意图,f、B、v方向关系示意图,粒子带正电,三、洛仑兹力的特点,1.洛仑兹力f的方向总是与v垂直，也与B垂直，即f总是垂直与B和v所决定的平面.,2、因为f的方向始终与速度方向垂直， 洛伦兹力对运动不做功。,3、若带电粒子仅受洛伦兹力，粒子做匀 速圆周运动。,这就是速度选择器的原理，通过改变E或B的数值来选 择具有某一速度的粒子。,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,f、B、v方向关系示意图,f、B、v方向关系示意图,例：如图，带负电的粒子从离子源中发射出来，在电场强度为 E=12N/c的匀强电场和磁感应强度为B=1T的匀强磁场中运动，速度多大的粒子可以沿直线ss从右边孔射出？,F=qE,f=qvB,解;受力分析如图，有 F=f 即qvB=qE,得,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,1、(双选)以下关于洛仑兹力的各种说法中正确的是（ ） A. 电荷在磁场中一定受到洛仑兹力 B.运动的电荷在磁场中一定受到洛仑兹力 C.洛仑兹力对电荷永远不做功 D.洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构 成的平面,CD,2如图3512所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管， 忽略重力，电子在管内的运动情况应该是( ),A当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动 B当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动 C不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动 D不管从哪端通入电流，电子都做曲线运动,C,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,3.如图3515所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，有一正离子(不计重力)恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，这种装置称为速度选择器，则( ) A若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动 B若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转 C若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转 D若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转,C,4.如图所示，某空间存在正交的匀强电磁场，匀强电场的方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向内，其中E=10N/C，B=1T，现有一个带电量q=+210-6C质量m=210-6kg的小球以某速度进入这个电磁场，发现其恰能做匀速直线运动，请求出小球的速度大小和方向？,f、B、v方向关系示意图,当B与v不垂直时,总结：不管B与v是否垂直，始终有fB，fv，即f垂直于B和v所决定的平面,当B与v垂直时,粒子带正电,自主学习,小组讨论,反馈精讲,当堂训练,f、B、v方向关系示意图,f、B、v方向关系示意图,粒子带正电,小 结,1概念：磁场对运动电荷的作用力，称做洛仑力。,2.方向：由“左手定则”判断,3.大小:,当 vB 时 f = qvB 当 vB 时 f = 0,4.特点: fv Wf = 0,当v与B之间有一定夹角时， f = q v B sin ,作业布置,12.,如图3522所示，空间有水平向右的匀强电场和垂 直于纸面向外的匀强磁场，质量为m、带电量为q的 绝缘滑块水平向右做匀速直线运动，滑块和水平面间 的动摩擦因数为.滑块与墙碰撞后速度为原来的一半， 滑块返回时，撤掉电场，恰好也做匀速直线运动求 原来电场强度的大小,
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