第一章 第二节 磁场对运动电荷的作用力-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第二册）

第2节　磁场对运动电荷的作用力 知识点归纳 知识点一、洛伦兹力 1．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力． 2．洛伦兹力和安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力，实际上是在导线中定向运动的电荷所受到的洛伦兹力的宏观表现． 3．由安培力公式推导洛伦兹力公式 如图所示， 直导线长L，电流为I，导线中运动电荷数为n，截面积为S，电荷的电荷量为q，运动速度为v，则安培力F＝ILB＝nF洛所以洛伦兹力F洛＝eq \f(F,n)＝eq \f(ILB,n) 因为I＝NqSv(N为单位体积的电荷数) 所以F洛＝eq \f(NqSv·LB,n)＝eq \f(NSL,n)·qvB，式中n＝NSL，故F洛＝qvB. 4．洛伦兹力的大小： F＝qvBsinθ(θ为电荷运动方向与磁感应强度方向的夹角) 当θ＝0°或180°，即电荷运动方向与磁场方向平行时，f洛＝0. 当θ＝90°，即电荷运动方向和磁场方向垂直时，f洛＝Bqv(为最大值)． 知识点二、洛伦兹力的方向 1．洛伦兹力的方向：(用左手定则判)伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反． 2．决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向．当电荷电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变． 3．在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面． 4．(1)判断负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力的方向，四个手指要指向负电荷运动的反方向． (2)电荷运动的速度v和B不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B和速度v. 知识点三、洛伦兹力和静电力的比较 洛伦兹力 静电力 力的概念 磁场对在其中的“运动”电荷的作用力 电场对放入其中的电荷的作用力 产生条件 磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹力 电场中的电荷无论静止还是沿任何方向运动都要受到静电力 方向 “横向力” ①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵