通過已學(xué)的安培力特點推理、驗證洛倫茲力特點
一.邏輯推理:磁場對運動電荷有作用力
1. 復(fù)習(xí)安培力的影響因素
2. 電流的形成
3. 電流是由電荷的定向移動形成的,磁場對群體運動電荷的力為安培力,應(yīng)該是各個運動電荷單體所受力的合力。
二.實驗檢驗:磁鐵對陰極射線的運動的影響
1. 解釋說明陰極射線
2. 實驗演示:磁鐵靠近陰極射線管時,粒子軌跡發(fā)生變化。據(jù)牛頓運動定律推斷,應(yīng)是受到了磁鐵作用力導(dǎo)致。
3.磁場對電流的力命名為安培力;磁場對運動電荷的作用力命名為洛倫茲力。
三.從安培力向推斷洛倫茲力方向的判斷辦法
1. 電流方向的規(guī)定:與正電荷定向移動的方向相同。等級于與負電荷定向移動的方向相反。
2. 根據(jù)安培力的方向特點推斷洛倫茲力的方向特點。
電流方向→+y方向;正電荷運動方向等效為電流方向;負電荷定向運動的反方向等效為電流方向。因此:對于洛倫茲力方向,正負電荷要區(qū)別對待,細致區(qū)分。
正電荷運動方向→+x方向;
正電荷 磁感應(yīng)強度方向→+y方向;
洛倫茲力方向→+z方向。
負電荷運動的反方向→+x方向;
負電荷 磁感應(yīng)強度方向→+y方向;
洛倫茲力方向→+z方向。
總結(jié)為教材中的左手定則
四.洛倫茲力大小
1. 磁感應(yīng)強度方向與電流方向平行時安培力為零。推理得出:帶電粒子速度方向與磁感應(yīng)強度方向平行時洛倫茲力為零。
2. 磁感應(yīng)強度方向與電流方向垂直時,安培力最大,為BIL。推理得出:磁感應(yīng)強度方向與帶電粒子運動方向垂直時,洛倫茲力最大,具體為多大呢?
試著一算:把安培力看作很多做定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力。
F=BIL
若把這段導(dǎo)線中定性移動電荷的數(shù)目知道,則可知道單個電荷所受的洛倫茲力。
構(gòu)造一個模型來求解洛倫茲力
推理過程:
3. 當(dāng)磁感應(yīng)強度方向與電流方向既不垂直也不平行,夾角為θ時,同安培力處理方式相同,分解磁感應(yīng)強度。
通過洛倫茲力演示儀,可調(diào)試出磁感應(yīng)強度與帶電粒子速度成不同夾角時粒子的偏轉(zhuǎn)情況。
五.洛倫茲力的應(yīng)用
通過磁場也可實現(xiàn)運動的帶電粒子的偏轉(zhuǎn),實際應(yīng)用中,顯像管中的圖象就是通過磁場控制帶電粒子的偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。具體如何控制,且聽下節(jié)分解。