§1.2 磁场对运动电荷的作用力（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）

§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磁场对通电导线有作用力；②带电粒子的定向移动形成了电流。 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 电子束 狭缝 荧光屏 阴极 阳极 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 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 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。 F v F v 洛伦兹力的方向-------左手定则 v v 伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内。 若为负电荷 F F 把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动的方向。 拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。 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 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 + 【典例】将含有大量正、负带电粒子及不带电粒子的气体以一定速度垂直于磁场喷入匀强磁场中，它们在磁场中的运动径迹分成了如图所示的三束，其中②是直线。则(　　) A　①是带正电的粒子 B　②是带正电的粒子 C　③是带正电的粒子 D　③是不带电的粒子 【解析】根据左手定则可知，①是带正电的粒子，A正确；②是不带电的粒子，B错误；根据左手定则可知，③是带负电的粒子，C、D错误。故选A。 A 1．在图中，标出了磁场B的方向、带电粒子的电性、运动方向及电荷所受洛仑兹力F的方向，其中正确的是(　　) 【解析】A图中磁场向里，电子向右运动，所以电流方向向左，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向下，所以A错误；B图中磁场向外，正电荷向右运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向下，所以B正确；C图中磁场向左，正电荷向右运动，运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，所以C错误；D图中磁场向上，正电荷向左运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向内，所以D错误；故选B。 B ２.阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上出现如图所示的一条亮线。要使该亮线向z轴正方向偏转，可加上沿(　　) A　z轴正方向的磁场　　　 B　y轴负方向的磁场 C　x轴正方向的磁场 D　y轴正方向的磁场 【解析】若加一沿z轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴正方向，亮线向y轴正方向偏转，故A错误；若加一沿y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴正方向，亮线向上偏转，故B正确；若加一沿x轴正方向的磁场，电子束不偏转，故C错误；若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，故D错误。 B ３．如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是(　　) A　当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动 B　当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动 C　不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动 D　不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动 【解析】不管通有什么方向