第五节 运动电荷在磁场中受到的力
【复习回顾】
一、什么是安培力?
二、安培力的表达式:F=__________
三、安培力的方向的判定法则
四、形成电流的原因?它的微观表达式是什么?
【新课探究】
一、探究1:磁场对运动电荷是否有作用力?
实验记录表 1 2 3 操作 不加电场,加磁场 不加磁场,加电场 加电场,加磁场 实验现象(液体是否旋转) 探究结论:
二、探究2:洛伦兹力的方向与哪些因素有关?怎样判定洛伦兹力的方向?
实验记录表 1 2 操作 加电场,加磁场,“环”接负极,N极在上,S极在下 磁场不变,“环”接正极,重复1 保持“环”接正极不变,变换磁场,N极在下,S极在上,重复2 磁场方向 电场方向 正电荷定向运动方向 负电荷定向运动方向 实验现象 3 4 记录探究2中的电荷定向运动方向,液体转动方向,磁场方向3者的关系 注:记录方向可以在鲜花泥上插三色塑料薄片,白色表示电荷运动的方向,蓝色表示磁场方向,红色表示液体旋转方向(即磁场对定向运动电荷作用力的方向)。 探究结论:
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第三章第五节 运动电荷在磁场中受到的力
三、探究3:洛伦兹力的大小与哪些因素有关? 1.实验定性探究
实验记录表 操作 洛伦兹力 (变大或变小) 1 增大电压 (增大电荷运动速度) 2 减小电压 (减小电荷运动速度) 3 增强磁场 4 减小磁场 探究结论:
2.理论定量探究
有一端长为L的通电导线,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,定向运动的平均速率为v,把这段导线垂直地放入磁感应强度为B 的匀强磁场中,求:每个自由电荷受到的洛仑兹力f 的大小 ?
(1)写出这段导线中的电流I的微观表达式(用n、q、S、v表示)
(2)写出这段导线所受到的安培力F的表达式
(3)这段导线中运动电荷的总数N为多少?
(4)导线中所有定向运动自由电荷所受洛伦兹力f总体效应表现为导线所受到的安培力F,写出f的表达式(用q、v 、B表示)
四、洛伦兹力在生活中的运用。
【随堂检测】
1.判断带电粒子刚进入磁场时所受的洛仑兹力的方向。
2.电子的速率v-3.0×106m/s,沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?
【课后思考】
1.f=qvBsinθ的速度v是相对于什么参考系的?
2.安培力可对磁场中通电导线是做功,既然洛伦兹力是安培力的微观本质,那么洛伦兹力对运动电荷也做功吗?
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