1.2磁场对运动电荷的作用力-2021-2022学年高二物理备课优选课件（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 复习： 1、安培力的方向如何判断？ 2、安培力的大小如何计算？ 左手定则 F=BILsinθ 演示：阴极射线在磁场中的偏转 一、洛伦兹力的方向： 安培力是磁场对电流的作用力 电流是电荷的定向移动形成的 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 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 洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 实验验证： 理论推导： 推理猜想： 磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力 洛伦兹力： 一、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。 二、洛伦兹力的大小 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 （1）电流强度I。 （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。 适用条件：速度方向与磁场方向垂直 若速度v与磁场B的方向夹角为θ时， （1）I=nqsv （2）F安＝ILB＝（nqsv）LB （3）总电荷数：nsL （4）f洛＝ｑVB 1.推导： 2．洛伦兹力和电场力的比较： 比较项目 洛伦兹力F 电场力F 性质 磁场对运动电荷的作用力 电场对电荷的作用力 产生条件 v≠ 0且v不与B平行 电场中的电荷一定受到电场力作用 大小 F ＝qvB(v⊥B) F ＝qE 力方向与场方向的关系 一定是F⊥B，F⊥v 正电荷与电场方向相同，负电荷与电场方向相反 做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功或不做功 力F为零时场的情况 F为零，B不一定为零 F为零，E一定为零 作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向 三、电子束的磁偏转 1．构造：电视显像管主要由电子枪、偏转线圈和荧光屏三部分组成。 2．原理：电子显像管应用了电子束磁偏转的原理。 3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强度都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机每秒要进行50场扫描。 1．如图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是（ ） A．加一电场，电场方向沿y轴正方向 B．加一电场，电场方向沿z轴负方向 C．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 D．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 C 2．带电荷量为＋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，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的方向一定改变 C．洛伦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．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动 D 3．如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（　　） A．电子将向左偏转，速率不变 B．电子将向右偏转，速率不变 C．电子运动方向不变，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 B 4．关于安培力与洛伦兹力的关系理解正确的一项是（　　） A．安培力和洛伦兹力是完全独立的两种力，它们没有任何联系 B．安培力和洛伦兹力是完全相同的同种力，它们没有任何区别 C．安培力是磁场给电荷的作用力，洛伦兹力是磁场给电流的作用力，都是磁场作用的力 D．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 D 5．关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A．电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B．安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现 C．电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定沿磁场方向 D．安培力、洛伦兹力和电场力都可以做功 B 6．甲、乙两个带电粒子带电量分别为2q和q，运动速度分别为v和2v，当它们都进入到同一匀强磁场，且速度方向都与磁场方向垂直时，甲、乙受到的洛伦兹力大小之比为（ ） A．4:1 B．2:1 C．1:2 D．1:1 D 7．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L截面积为S的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位体积导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量