1.2磁场对运动电荷的作用力（备课堂课件）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（新教材人教版选择性必修第二册）

磁场对运动电荷的作用 2 第一章 安培力与洛伦兹力 人教物理选择性必修2 阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转 磁场对运动电荷有力的作用 一 洛伦兹力的方向 1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 2.洛伦兹力与安培力的关系:安培力是洛伦兹力的宏观表现 3.洛伦兹力的方向 伸开左手，让拇指与其余四指垂直，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．负电荷的受力方向与正电荷相反。 1)左手定则 2)说明  f洛⊥B，f洛⊥v，f洛⊥Bv平面  因为f洛⊥v，f洛永远不做功，只起到改变速度方向的作用 2)说明  f洛⊥B，f洛⊥v，f洛⊥Bv平面  因为f洛⊥v，f洛永远不做功，只起到改变速度方向的作用 2)说明  f洛⊥B，f洛⊥v，f洛⊥Bv平面  因为f洛⊥v，f洛永远不做功，只起到改变速度方向的作用 洛伦兹力的方向、左手定则 1、 伸开左手，使大拇指和其余四 指垂直且处于同一平面内，把手放 入磁场中，让磁感线垂直穿过手心， 若四指指向正电荷运动的方向，那 么拇指所指的方向就使正电荷所受 洛伦兹力的方向 2、若四指指向负电荷运动的反方 向，那么拇指所指的方向就是负电 荷所受洛伦兹力的方向 v v f f （1）通电导线中的电流 （2）通电导线所受的安培力 （3）这段导线内的自由电荷数 （4）每个电荷所受的洛伦兹力 设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为 v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求 二 洛伦兹力的大小 1.推导：安培力是洛伦兹力的宏观表现 F安=Nf洛，N-导体中电荷的总个数 导体所受安培力F安=BIL 电流微观表达式 I=nqSv 导体中的电荷个数N=nLS 二 洛伦兹力的大小 2.公式 ※※1） v⊥B，f =qvB ※2） v∥B，f =0 3） v与B夹角为θ，f =qvBsinθ 3.洛伦兹力与电场力比较 洛伦兹力 电场力 性质 磁场对在其中运动的电荷 有作用力(v≠B) 电场对放入其中的电 荷有作用力 产生 条件 v≠0，且v不与B平行 电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力 方向 左手定则 f⊥Bv平面 正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反 大小 f＝qvB(v⊥B) F＝qE 做功 情况 一定不做功 可能做正功，可能做负功，也可能不做功 三 电子束的磁偏转 1.结构 2.原理：电子束在磁场中偏转 问题1：电子束是怎样实现偏转的？ 因电子束在磁场中受到洛伦兹力作用，所以发生偏转。 问题2：不加磁场电子束将打在O点，若要电子束打在A点， 偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向外 A B O 问题3：若要电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向里 问题4：若要电子束A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎么变化？ 偏转磁场应该先垂直纸面向外逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐变大 A B O 3.扫描 电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机每秒要进行50场扫描，由于人的“视觉暂留”，我们感觉到整个屏幕都在发光。 四 洛伦兹力的应用 1.速度选择器 1)应用:选择特定速度粒子 2)原理 ①单向性：只可左侧进入，不仅选择速度大小，还选择速度方向。 ②不选电性和电量 ③E、B方向确定 ④ v > E / B ，粒子偏向洛伦兹力方向，电场力做负功，动能减少 v < E / B ，粒子偏向电场力方向，电场力做正功，动能增加 qvB Eq v － ＋ × × × × × × × × × × × × × × × B E 若 ，则 的粒子做匀速直线运动（与m、q无关）。 2.磁流体发电机 1)应用：相当于发电机 2)结构：如图所示 3)原理 平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的正、负离子）喷入磁场，A、B之间就产生电压。如果把A、B和用电器相连，A、B就是一个直流电源的两极 A、B间电动势是多少？ 已知板间距离为d，磁感应强度为B，等离子体的速度v垂直射入磁场 A、B哪个是正极？ A是正极 × × × × × × × × × × × × × × × 电离的气体 3.电磁流量计 1)应用 2)原理 测量高粘度及强腐蚀性流体的流量，它具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套等优点。