1.2磁场对运动电荷的力(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版2019选择性必修第二册）

第一章 安培力与洛伦兹力 1.2 磁场对运动电荷的作用力 人教版（2019）高中物理选择性必修第一册 主讲人：点石成金 CONTENTS 01 洛伦兹力的方向 02 03 电子束的磁偏转 04 目录 典型例题 随 堂 训 练 洛伦兹力的大小 2 01 洛伦兹力的方向 安培力与洛伦兹力 3 极光是怎样形成的？ 电视机的内部显像管中，电子枪射出的是一束细细的电子束，为什么整个屏幕都能发光？若在电视机附近放置一个很强的磁铁，电视画面将会出现颜色失真的现象，这又是为什么？ 知识回顾 2、判断下列图中安培力的方向： F F 方向： 安培力: 1、磁场对通电导线的作用力 θ为B和I 之间的夹角 大小： 左手定则 磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？ 磁场可能对运动电荷有力的作用。 导体中的电流是由电荷的定向移动产生的:I=nqsv 电流是如何形成的？ 【演示实验】 观察阴极射线在磁场中的偏转 如图所示的玻璃管已经抽成真空。当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。 阴极射线管 若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，将在荧光屏上激发出荧光。 阴极 阳极 狭缝 荧光板 电子束 运动电荷在磁场中所受的力——洛伦兹力 实验观察到的现象： 1、没磁场，沿直线运动 2、电子流在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生弯曲 3、当磁场的方向发生变化时，电子流的弯曲方向也发生了改变 结论： 1、磁场对运动电荷有力的作用 2、磁场对运动电荷力的方向与磁场的方向及电荷的运动方向有关 阴极射线管的原理： 从阴极发射出来的电子，在阴阳两极间的高压作用下，使其加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家。1853年7月18日生于阿纳姆。1870年入莱顿大学学习数学、物理学，1875年获博士学位。25岁起任莱顿大学理论物理学教授，达35年。洛伦兹是经典电子论的创立者。他以电子概念为基础来解释物质的电性质，并从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的作用，即洛伦兹力。 洛伦兹把物体的发光解释为原子内部电子的振动产生，并预言光源放在磁场中时，原子内电子的振动将发生改变，从而导致光谱线的增宽或分裂 。1896年10月，洛伦兹的学生塞曼发现，在强磁场中钠光谱的D线有明显的增宽，即产生塞曼效应，证实了洛伦兹的预言。在1902年塞曼和洛伦兹共同获得诺贝尔物理学奖。洛伦兹于1928年2月4日在哈勒姆逝世。在举行葬礼那天，荷兰全国的电讯、电话中止3分钟，以示哀悼。 洛伦兹(Lorentz force)简介： 【推理与猜想】 磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力可能是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现。即： 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现． 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。 1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力 2、安培力与洛伦兹力的关系 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观本质 安培力 洛仑兹力 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 因 果 微观原因 宏观表现 一、洛伦兹力的方向 一.洛伦兹力 1、左手定则：伸开左手，使拇指和其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是该电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 二 二.洛伦兹力的方向-------左手定则 2、说明： 伸开左手： 磁感线——垂直穿入手心 四指—— 大拇指——所受洛伦兹力的方向 ①指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 结论：洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电方荷的运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即：F洛⊥Bv平面 v F v F V v1 v2 V B B F + F 洛伦兹力F与v、B三者之间的方向关系 + F既与B垂直又与v垂直，即垂直于B和v所确定的平面，但B与v不一定垂直. 洛伦兹力的特点： （1）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; （2）洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面 F洛 v B （3）洛伦兹力对电荷不做功,只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。 × × × × × × × × × + × × × × × × × × × V V + V V V + V FL + V 垂直纸面向外 垂直