2017-2018学年高中物理鲁科版选修3-1:第6章 第2节 磁场对运动电荷的作用
2017-2018学年高中物理鲁科版选修3-1:第6章  第2节  磁场对运动电荷的作用第2页

  (2)条件:电荷在垂直于磁场方向上运动。

  

  图6­2­1

  (3)推导:设有一段长度为l的通电导线,横截面积为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定向移动的平均速度为v,垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中,如图6­2­1所示。

  导体所受安培力F=BIl

  导体中的电流I=nqSv

  导体中的自由电荷总数N=nSl

  由以上各式可推得,每个电荷所受洛伦兹力的大小为F′==qvB。

  (4)当运动电荷速度v与磁感应强度B的方向的夹角为θ时,洛伦兹力的大小为F=qBvsin θ。

  3.洛伦兹力的方向判定--左手定则

  伸开左手,拇指与其余四指垂直,且处于同一平面内,让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。

  

  1.自主思考--判一判

  (1)运动电荷在磁场中一定受力的作用。(×)

  (2)正电荷所受洛伦兹力的方向与磁场方向相同。(×)

  (3)负电荷所受洛伦兹力的方向与磁场方向垂直。(√)

  (4)洛伦兹力既可改变运动电荷的运动方向,又可改变速度大小。(×)

  2.合作探究--议一议

  (1)运动电荷在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向一致吗?

  [提示] 由电子在磁场中运动的轨迹可发现受力方向与磁场方向不一致。

  (2)如果磁场中的运动电荷是负电荷,那么负电荷受到的洛伦兹力方向应该怎么判定呢?

  [提示] 方法一:先将负电荷当成正电荷,根据左手定则判断出受力方向后,该受力方向的反方向就是负电荷受到的洛伦兹力方向。

方法二:应用左手定则时,让四指指向负电荷运动的反方向,则拇指所指的方向就是