广州市五中罗杏姬公开课件

第三章 磁场

第五节 研究洛伦兹力学案

自然界的现象：极光

在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。并沿着地磁场沉降进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

请问：极光的形成说明了什么物理规律？ ；

一．洛伦兹力：带电粒子在磁场中运动所受到的力

二．洛伦兹力的方向

（1）若将一根没有通电的导线垂直放入磁场，会否受到安培力？（ ）

（2）导线通电后会受安培力，说明安培力实质是对什么的作用力？（ ）

（3）电流是怎么形成的呢？（ ）

左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿入手心，

四指的指向为 方向；

大拇指的指向就是

讨论：① 洛伦兹力与安培力是什么关系？ ；

② 带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力对它是否做功？ ；

三．洛伦兹力的大小--------推理探究活动

★ 根据以下四个提示推导出洛伦兹力的公式

把一根长为L，横截面积为s的直导线为研究对象，把其垂直放入磁场，如图：

提示（1）：设直导线中单位体积内的自由电荷数为n，请计算该导线中总的自由电荷数

提示（2）：若导线中每个电荷的电量为q，电荷定向移动速度为v，求通过直导线中的电流I？

提示（3）：把导线垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场，求其所受安培力F为多大？

I

提示（4）：把安培力F看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力f的矢量和，则单个电荷受到的洛伦兹力是多大？

第1页下一页