§1.2 磁场对运动电荷的作用力-2021-2022学年高二物理同步备课精选课件（人教版2019选择性必修第二册)

§1.2 磁场对运动电荷的作用力 第一章 安培力与洛伦兹力 复 习 1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 2、电流是如何形成的？ 3、由上述的两个问题你能够想到什么？ 磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。 电荷的定向移动形成的 大小：F＝BILsinθ 方向：左手定则 2 从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？ 思考 ： 电视机显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？ 瑞典斯特哥尔摩的极光 美国阿拉斯加州的极光 北极极光 德国下萨可森州极光 南极极光 冰岛的极光 1、判断安培力的方向： I I 2、安培力大小的一般计算方法？ F F 复习 思考 ①磁场对电流有力的作用， ②电流是由电荷的定向形成的，由此我们是否可以设想这个力其实是作用在电荷上的？ 运动电荷在磁场中会受到作用力吗？ I 推理与猜想： 电流I 运动电荷 B 安培力 B 有力的作用 微观本质 宏观表现 ？ 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。 【实验现象 】 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 【实验结论 】 ①磁场对运动电荷有力的作用。 ②磁场对运动电荷的作用力 叫做洛伦兹力 演示：阴极射线在磁场中的偏转 1、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。 2、光束实质上是什么？ 3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？ 4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。 探究洛伦兹力的方向 ①安培力是磁场对电流的作用力 ②电流是电荷的定向移动形成的 ③洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 磁场对电流的作用力实质是磁场对运动电荷的作用力 ①洛伦兹力的方向可以用 左手定则判定 实验验证： 理论推导: 猜想： ②猜想正确 洛伦兹力的方向----左手定则 v v 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。 f f V B V v1 v2 V B 洛伦兹力F与v、B三者间的方向关系 B F + F F + v v B v f f 垂直纸面向外 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。 练一练 练一练 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。 v f f v v 洛伦兹力方向垂直纸面向里 洛伦兹力方向垂直纸面向外 v ④ ① ② ③ B V F ? + q ? F V B F垂直纸面向外 + 练一练 V ? V 四、电视显像管的工作原理 （1）如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的 A 点，偏转磁场应该沿什么方向？ （2）如果要使电子束打在B 点，偏转磁场应该沿什么方向？ （3）如果要使电子束打在荧光屏上的位置由 B 逐渐向 A 点移动，偏转磁场应该怎样变化？ 垂直纸面向外 垂直纸面向里 先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。 例题：电子以速率V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ ） A、磁场对电子的作用力始终不做功 B、磁场对电子的作用力始终不变 C、电子的动能始终不变 D、电子的动量始终不变 AC 1．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 [ 　　] A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变 C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能、动量均不变 练习: A 2.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则( ) A.磁场对电子的作用力始终不变. B.磁场对电子的作用力始终不做功 C.电子的速度始终不变. D. 电子的动能始终不变 BD 练习: 洛伦兹力的大小： 安培力 洛伦兹力 微观 宏观 推导：洛伦兹力的公式 v 若此电子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢？ B1 B2 想一想 探究洛伦