1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件-2021-2022学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修二

横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 1.2磁场对运动电荷的作用力 问题导入 我们知道，磁场对通电导线有作用力；我们还知道，带电粒子的定向移动形成了电流。那么，磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？ 阴极射线管——观察电子束运动轨迹的装置 一、洛伦兹力的方向 观察电子束在磁场中的偏转 演 示 无磁场时电子束是一条直线 磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 演 示 观察电子束在磁场中的偏转 实验表明，电子束受到磁场的力的作用，径迹发生了弯曲。运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。 1.洛伦兹力与安培力的关系 导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现 安培力大小等于各个运动电荷所受洛伦兹力的矢量和 磁场对电流的作用 安培力 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用 宏观 微观 F安=N·F洛 B v F洛 洛伦兹力垂直于B垂直于v， 即垂直于Bv所在的平面 洛伦兹力的方向与电子的运动方向并不在同一条直线上，导致了电子运动方向变化。 实验表明运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向，与运动方向和磁感应强度的方向都垂直。 B v F洛 我们曾经用左手定则判定安培力的方向。能不能用类似的方法判定运动电荷的受力方向? I F 左手定则 微观正电荷 v 同样符合左手定则 F洛 安培力 洛伦兹力 思考与讨论 2.洛伦兹力的方向 F洛 v 左手定则： 手掌垂直磁感线 四指正电荷运动方向 拇指正电荷受力方向 负电荷受力方向与正电荷受力方向相反 v F洛 S N I 电子束就向上弯曲，与实验结果一致。 课堂练习 例1：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向 F F F 垂直于纸面向外 F 垂直于纸面向外 v B v B v B v B 思考与讨论 如何由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式？ 1、设静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积的粒子数为n。算出一段导线中的粒子数，这就是在时间t内通过横截面S的粒子数。如果每个粒子的电荷量记为q，由此可以算出q与电流I的关系。 I=nqsv 2、写出这段长为vt的导线所受的安培力F安。 F安=BIL =B·nqsv·vt 3、求出每个粒子所受的力，它等于洛伦兹力F洛。这时许多中间量，如