2018-2019学年人教版选修3-1 第三章第5节 磁场对运动电荷的作用力 学案
2018-2019学年人教版选修3-1     第三章第5节 磁场对运动电荷的作用力  学案第2页

 素相反,则洛伦兹力方向将不变.

 ②在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时,由左手定则可知,洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直,又与电荷的运动方向垂直,即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面.

 ③Ⅰ、判断负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力的方向,四个手指要指向负电荷运动的反方向.

 Ⅱ、电荷运动的速度v和B不一定垂直,但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B和速度v.

  3.洛伦兹力的大小

  (1) 由安培力公式推导洛伦兹力公式

  如图所示,导线与磁场垂直,直导线长L,电流为I,导线中运动电荷数为n,截面积为S,电荷的电荷量为q,运动速度为v,试推导每个电荷受的洛伦兹力的大小:

  

  

   _______________________________________________ 。

  (2)计算洛伦兹力的大小

   ①通电导线与磁场方向平行时:F=________ ;

② 通电导线与磁场方向垂直时:F=________ ;

③通电导线与磁场方向成θ角:F=________ 。

(3)洛伦兹力与安培力的关系

  ①安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观解释。

  ②大小关系: F安=NF洛,式中的N是导体中的定向运动的电荷数。

  ③尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现,但不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和,一般只有当导体静止时才能这样认为;  ④洛伦兹力恒不做功,但安培力却可以做功,在于做功的对象不同。可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的联系,也有显著的区别。

4.洛伦兹力和静电力的比较

洛伦兹力 静电力 力的概念 磁场对在其中的"运动"电荷的作用力 电场对放入其中的电荷的作用力 产生条件 磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹力 电场中的电荷无论静止还是沿任何方向运动都要受到静电力 方向 "横向力"

①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定,方向之间关系遵循左手定则

②洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向 "纵向力"

①方向由电荷正负、电场方向决定

②正电荷受力方向与电场方向一致,负电荷受力方向与电场方向相反