最后学生回答,教师总结得出F⊥v, F⊥B ,F⊥ v、B所在的平面。B与v可以垂直,可以不垂直。
3.洛伦兹力的大小
磁场对通电导线能产生安培力的作用,当磁场方向与电流方向垂直时F安=BIL,而电流就是电荷的定向移动形成的,那么思考与讨论:
①磁场对运动电荷所产生的洛伦兹力与安培力有什么关系?
②某个电荷受到洛伦兹力的大小与什么因素有关?
带着问题,学生自学课本96页【思考与讨论】小组讨论探究洛伦兹力的表达式。
教师适时进行引导:
[问题1]这段导线中电流I的微观表达式是怎样的?让学生推导后回答。
[问题2]这段导体所受的安培力为多大?[学生答]F安=BIL
[问题3]这段导体中含有多少自由电荷数?
[问题4]每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大?
[问题5]当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时,设夹角为θ,则电荷所受的洛伦兹力大小为多大?
讨论结束,让学生回答,老师板书洛伦兹力的计算公式:
①当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(v⊥B) F洛=qvB
②当粒子运动方向与磁感应强度平行时(v∥B)F洛=0
③当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F洛=qvBsinθ
F为牛(N),q为库伦(C),v为米/秒(m/s),B为特斯拉(T)
最后,通过"思考与讨论",说明由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的,所以它对运动的带电粒子是不做功的。
解决之前两个问题:①磁场对运动电荷所产生的洛伦兹力与安培力有什么关系?
通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。
②某个电荷受到洛伦兹力的大小与什么因素有关?
某个电荷洛伦兹力的大小与电荷运动速度及磁场有关。
(四)课堂小结
1.洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到的作用力
安培力是洛伦兹力的宏观表现
2.洛伦兹力方向的判断:左手定则
F洛⊥V, F洛⊥B ,F洛⊥ V、B所在的平面
3.洛伦兹力的大小:F洛=qvB
v与B成θ时,F洛=qvBsinθ
(五)课堂练习
1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向: