1、第2讲磁场对运动电荷的作用必备知识自主排查【知识再现知识再现】一、洛伦兹力的大小和方向一、洛伦兹力的大小和方向1 1定义：磁场对定义：磁场对_的作用力。的作用力。2 2大小：大小：(1)vB(1)vB时，时，F F_；(2)vB(2)vB时，时，F F_；(3)v(3)v与与B B的夹角为的夹角为时，时，F F_。如图所示。如图所示。运动电荷运动电荷0 0qvBqvBqvBsinqvBsin3 3方向：方向：(1)(1)判定方法：左手定则判定方法：左手定则掌心掌心磁感线磁感线_穿入掌心。穿入掌心。四指四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的指向正电荷运动的方向或负电荷运动的_。拇指拇指指向指向_
2、的方向。的方向。垂直垂直反方向反方向洛伦兹力洛伦兹力(2)(2)方向特点：方向特点：FBFB，FvFv。即。即F F垂直于垂直于_决定的平面。决定的平面。(注意注意B B和和v v可以有任可以有任意夹角意夹角)，如图所示。，如图所示。4 4做功：洛伦兹力做功：洛伦兹力_。B B、v v不做功不做功【情境转换情境转换】如图所示，导线中带电粒子的定向运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛如图所示，导线中带电粒子的定向运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛伦兹力的合力，在宏观上表现为导线所受的安培力。尝试由安培力的表达式伦兹力的合力，在宏观上表现为导线所受的安培力。尝试由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达
3、式。导出洛伦兹力的表达式。提示：提示：设有一段长度为设有一段长度为L L的通电导线，横截面积为的通电导线，横截面积为S S，导线每单位体积中含有，导线每单位体积中含有的自由电荷数为的自由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，定向移动的平均速率为，定向移动的平均速率为v v。这段导线中电流的微观表达式为这段导线中电流的微观表达式为I InqSvnqSv。这段导线受到的安培力为这段导线受到的安培力为F FBILBILBnqSvvtBnqSvvt。这段导线中含有的自由电荷数为这段导线中含有的自由电荷数为N NnvtSnvtS。每个自由电荷受到的力为每个自由电荷受到的力
4、为f f qvBqvB。FN二、带电粒子在匀强磁场中的运动二、带电粒子在匀强磁场中的运动1 1若若vBvB，则带电粒子以入射速度，则带电粒子以入射速度v v做做_运动。运动。2 2若若vBvB，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v v做做_运动，如图所示。运动，如图所示。3 3v v与与B B既不平行也不垂直时，带电粒子在磁场中做既不平行也不垂直时，带电粒子在磁场中做_。匀速直线匀速直线匀速圆周匀速圆周螺旋状运动螺旋状运动4 4基本公式：基本公式：(1)(1)向心力公式：向心力公式：qvBqvB_；(2)(2)轨道半径公式：轨道半径公式：
5、r r_；(3)(3)周期公式：周期公式：T T T T_。注意：带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率注意：带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率_。2vmrmvBq2 rv2 mqB无关无关【情境转换情境转换】如图所示，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，如图所示，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，T T、f f和和的大小与速的大小与速度度v v有关吗？与哪些因素有关？有关吗？与哪些因素有关？提示：提示：T T、f f和和的大小与轨道半径的大小与轨道半径R R和运行速率和运行速率v v无关，只与磁场的磁感应强无关，只与磁场的磁感应强度度B B和粒子的比荷和粒子的比荷 有关。比荷有关。比荷
6、 相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T T、f f和和相同。相同。qmqm关键能力分层突破【剥茧抽丝剥茧抽丝】提升演绎推理能力提升演绎推理能力(1)(1)根据洛伦兹力提供向心力列出方程：根据洛伦兹力提供向心力列出方程：_。(2)(2)根据运动规律对粒子画出轨迹图。根据运动规律对粒子画出轨迹图。00mvB qv R(3)(3)在两板之间只运动一个周期即在两板之间只运动一个周期即T T0 0时，时，R R_。当正离子在两板之间运动。当正离子在两板之间运动n n个个周期，即周期，即nTnT0 0时，时，R R_(n_(n1 1，2 2，3 3，)d4d4n谢谢观看！
