磁場對運動電荷的力+高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

第一章

安培力和洛倫茲力01洛倫茲力方向03洛倫茲力的實際應(yīng)用第2節(jié)

磁場對運動電荷的作用力02洛倫茲力大小磁場對通電導(dǎo)線（電流）能夠產(chǎn)生安培力導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動產(chǎn)生問題：磁場是否對運動電荷有力的作用？×

×

×

××

×

×

××

×

××BqILF安新課導(dǎo)入洛倫茲力及其方向PART01

實驗現(xiàn)象：1、沒磁場，沿直線運動；2、加垂直磁場時，運動軌跡發(fā)生彎曲；3、磁場反向時，軌跡彎曲方向反向。結(jié)論：1、磁場對運動電荷有力的作用；2、磁場對運動電荷力的方向與磁場方向有關(guān)。陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)

011、定義：運動電荷在磁場中受到的作用力，叫洛倫茲力2、洛倫茲力與安培力的關(guān)系（1）洛倫茲力是磁場對單個運動電荷的

作用力，是安培力的微觀本質(zhì)。（2）安培力是磁場對大量定向移動電荷

的總作用力，是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)。洛倫茲力

02注意：磁場對靜止的電荷無洛倫茲力作用。洛倫茲力方向和磁場方向關(guān)系具體如何？怎樣判斷呢？實驗現(xiàn)象表明：洛倫茲力的方向同樣可以用左手定則判定。洛倫茲力的方向

03猜想：洛倫茲力和安培力的本質(zhì)相同，方向判斷也滿足左手定則。二1、左手定則：伸開左手，大拇指和其余四指垂直且都與手掌共面，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運動方向(或負(fù)電荷運動反方向），這時大拇指所指就是該電荷受到的洛倫茲力方向。左手定則

04（1）F洛始終和速度v垂直，洛倫茲力對運動電荷不做功；（2）F洛只改變電荷速度方向，不改變電荷速度大小。（2）無論v和B是否垂直，都有F洛⊥Bv平面2、洛倫茲力方向：（1）F洛方向決定因素：B、v方向和電荷q的正負(fù)3、洛倫茲力作用效果：F×××

×××

×××

+VF?????????

+V-V﹢V+VF=0+V垂直紙面向里垂直紙面向里垂直紙面向里洛倫茲力方向判斷05﹢V垂直紙面向里F洛方向由B、v方向和電荷q的正負(fù)三個因素決定，“一反則反，二反則同，三反則反”洛倫茲力的大小PART02一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中自由電荷數(shù)為n，自由電荷電量為q，定向移動平均速率為v，導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,則洛倫茲力大小為？則每個自由電荷所受的洛倫茲力大小：

這段導(dǎo)體所受安培力：F安=BIL導(dǎo)體自由電荷總數(shù)：N=nLS電流I的微觀表達(dá)式：I=nqvS洛倫茲力公式推導(dǎo)01（2）若電荷運動方向v與磁場B夾角為θ時,F洛=BqvsinθvB∥B┴vv┴v∥（1）電荷運動方向v與磁場方向B垂直時,F洛＝Bqv（3）電荷運動方向v與磁場方向B平行時,或v=0:

F洛＝0洛倫茲力公式02【例題】質(zhì)子質(zhì)量為1.67×10-27kg、電荷量為1.6×10-19C，以5×105m/s的初速度沿與磁場垂直的方向射入磁感應(yīng)強度為0.2T的勻強磁場。求∶粒子所受的重力和洛倫茲力的大小之比；解：質(zhì)子重力為G=mg=1.64×10-26N質(zhì)子受到的洛倫茲力為F=Bqv=1.6×10-14N

基本粒子：電子、質(zhì)子、α粒子、正負(fù)離子洛倫茲力遠(yuǎn)大于重力，與洛倫茲力相比重力都可忽略?；玖Ｗ拥穆鍌惼澚Υ笮?3帶電小球、液滴、塵埃等，一般都考慮重力。洛倫茲力和電場力的比較04電場力洛倫茲力產(chǎn)生條件放入其中電荷都有作用運動電荷且v與B不平行的電荷方向與電場E方向相同或相反與B、V平面垂直方向大小EqBqvsinθ做功情況可正功可負(fù)功也可不做功不做功洛倫茲力的實際應(yīng)用PART03一、磁偏轉(zhuǎn)：粒子在磁場中運動時，受到與速度方向垂直的洛倫茲力的作用，從而發(fā)生的偏轉(zhuǎn)。二、電視顯像管1、主要構(gòu)造:（1）電子槍:發(fā)射電子（2）偏轉(zhuǎn)線圈：產(chǎn)生垂直紙面的偏轉(zhuǎn)磁場。（3）熒光屏：被電子束撞擊時發(fā)光?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢????????????

2、電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)比較

（1）磁偏轉(zhuǎn)：偏轉(zhuǎn)后動能不變，偏轉(zhuǎn)慢，偏轉(zhuǎn)率大，電視機顯示屏

（2）電偏轉(zhuǎn)：偏轉(zhuǎn)后動能變化，偏轉(zhuǎn)快，偏轉(zhuǎn)率小，適用于示波器電子束的磁偏轉(zhuǎn)01（1）要使電子打在O點,偏轉(zhuǎn)磁場大小如何?（2）要使電子打在A點,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?（3）要使電子打在B點,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?（4）要使電子從A點向B點逐漸移動,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？垂直紙面向外先垂直紙面向外并逐漸減小,后垂直紙面向里并逐漸增大。垂直紙面向里B=0電子束的磁偏轉(zhuǎn)效果02（1）宇宙射線：太陽或其他星體上拋出的大量高能粒子流，稱為宇宙射線。（2）極光：高能粒子流在地磁場的作用下被拋向地磁極地區(qū)，與高空大氣層中氧、氮原子發(fā)生碰撞并使之電離，離子躍遷時輻射出紅、綠或藍(lán)不同波長的色光，形成極光。極光03地軸課堂練習(xí)PART04【練習(xí)1】(多選)勻強磁場中一個運動的帶電粒子，受到洛倫茲力F的方向如圖所示，則該粒子的電性和運動方向可能是（）A．粒子帶負(fù)電，向下運動B．粒子帶正電，向左運動C．粒子帶負(fù)電，向右運動D．粒子帶正電，向上運動課堂練習(xí)AD【練習(xí)2】電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，說法正確的是()A．相同電荷在磁場中運動的速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為-q，且速度方向反向，大小不變，則洛倫茲力不變C．洛倫茲力可能與電荷速度不垂直D．粒子的速度一定變化B課堂練習(xí)【練習(xí)3】陰極射線管中電子束由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上出現(xiàn)如圖所示的一條亮線。要使該亮線向z軸正方向偏轉(zhuǎn)，可加上沿(

)A

z軸正方向的磁場B

y軸負(fù)方向的磁場C

x軸正方向的磁場

D

y軸正方向的磁場B課堂