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* * * * * * * 1.当电流与磁场方向垂直时,F = ILB 2.当电流与磁场方向夹θ角时,F = ILBsinθ 二.安培力的大小 B1 B2 F = ILBsinθ 【例题3】如图所示,两平行光滑导轨相距0.2m,与水平面夹角为450,金属棒MN的质量为0.1kg,处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中,电源电动势为6V,内阻为1Ω,为使MN处于静止状态,则电阻R应为多少?(其他电阻不计) 【答案】R=0.2Ω ILBcos45=mgsin45 6/(1+R)=I 三. 磁电式电表 【说明】 由于磁场对电流的作用力跟电流成正比,因而安培力的力矩也跟电流成正比,而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比,所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。 课堂练习1、图16-3所示的四种情况,通电导体均置于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力的是( ) 如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根直导线MN,导线与磁场垂直,给导线通以由N向M的电流,则: A. 磁铁对桌面的压力减小,不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小,受桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大,受桌面的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用 F 如图所示,在倾角为30o的斜面上,放置两条宽L=0.5m的光滑平行导轨,将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上,在导轨上横放一根质量为m=0.2kg的金属棒ab,电源电动势E=12V,内阻r=0.3Ω,磁场方向垂直轨道所在平面,B=0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止,滑动变阻器的使用电阻R应为多大?(g取10m/s2,其它电阻不计) B E r R a 30° b B G FN F 课堂练习1、图16-3所示的四种情况,通电导体均置于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力的是( ) 3.5《磁场对运动电荷的作用力》 大小: 安培力: 2、通电导线中的电流是怎样形成的呢? 【思考】:既然磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的.那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢? 电荷的定向移动形成的 1、磁场对通电导线的作用力 方向: 左手定则 复习回顾 电子射线管的原理: 从阴极发射出来电子,在阴阳两极间的高压作用下,使电子加速,形成电子束,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。 实验现象: 在没有外磁场时,电子束沿直线运动,将蹄形磁铁靠近阴极射线管,发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 结论:磁场对运动电荷有作用。 运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观本质 磁场对电流有安培力的作用,而电流是由电荷定向运动形成的,且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用.所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现 一、洛伦兹力 为什么磁场对通电导线有作用力? 如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向? 二、洛伦兹力的方向 左手定则:伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向 F F v q v -q v F v F B v B B F垂直于纸面向外 F垂直于纸面向外 B v 1、以相同速度进入同一磁场的正、负电荷 受到的洛伦兹力方向相反 2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面 B F洛 v 甲 乙 丙 丁 训练加固:试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 心得体会 【思考】: 洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关? 当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关: 1.磁感应强度B 2.电荷量q 3.电荷运动快慢v 三、洛伦兹力大小 I F v v v v (1)通电导线中的电流 (2)通电导线所受的安培力 (3)这段导线内的自由电荷数 (4)每个电荷所受的洛伦兹力 设有一段长为L,横截面积为S的直导线,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,求 电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为 (v垂直B) 问题:若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢? B θ B F洛 v B⊥ B∥ θ为B和v 之间的夹角 V B⊥ B∥ (v⊥B) (v∥B) 特例: 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为θ,电荷所受的洛伦兹力大小为 上式中各量的单位: F洛为N,q为C,v为m/s,B为T F洛=qvB =1.60×10-19×3×10
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