1.2.1磁场对运动电荷的作用力-2022-2023学年高二物理同步课件（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 安培力和洛伦兹力 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1 1.通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用. 知道什么是洛伦兹力，会判断此力的方向. 2.了解洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小. 3.了解电视显像管的基本构造和工作原理. 学习目标 复习回顾 定义：通电导线在磁场中受到的作用力 大小： F=ILB⊥=ILBsinθ F=ILBsinθ---L:有效长度 安培力 方向： 左手定则 F安⟂I F安⟂B 磁场对电流有安培力的作用；而电流是由电荷定向移动形成。猜想：安培力可能是磁场作用在电荷上的力？ 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 电子束 狭缝 荧光屏 阴极 阳极 1、在没有磁场时，观察到什么现象？ 2、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？ 3、改变磁场的方向，观察电子在磁场中的受力方向是否改变？ 自读课本7页 演示实验：《观察电子束在磁场中的偏转》，然后回答： 观察电子束在磁场中的偏转（阴极射线管 ） 【实验现象】 在没有外磁场时，电子束沿直线运动; 将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 改变磁场方向，电子束偏转方向发生改变。 【实验结论】磁场对运动电荷有作用力。 一、洛伦兹力的方向 1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向： v F v F B v F洛 洛伦兹力垂直于B垂直于v， 即垂直于B和v所在的平面 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 可用什么简洁的方法体现这三者方向关系呢？ 一、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向-------左手定则 v v ①掌心：磁感线垂直穿过手心。 F F ②四指：指向正电荷运动的方向；指向负电荷运动的反方向 ③拇指：指向洛伦兹力的方向。 负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。 v F洛 v F洛 B v B B B v A B C D 【例题1】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. F洛=0 F洛=0 B v B v E F F垂直于 纸面向外 F垂直于 纸面向外 I F安 F洛 安培力 洛伦兹力 宏观 微观 F安=N·F洛 安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 安培力大小等于各个自由电荷所受洛伦兹力的合力 - - - - - - - - - - - - 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 （1）通电导线中的电流 （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 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： 二、洛伦兹力的大小 电荷量为q的粒子以速度v进入磁感应强度为B的磁场中，如图所示。则粒子所受的洛伦兹力： v B11 B v v11 (B、v)成θ角 ┴ ┴ θ为B与v正方向的夹角 F洛 = qvBsin θ θ=0时 平行：F洛＝0 θ=90时 垂直：F洛 = qvB F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥vB平面 三、洛伦兹力的效果 洛伦兹力只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。 洛伦兹力对运动电荷永不做功！ 重要结论： 洛伦兹力 性质 产生 条件 方向 大小 做功 情况 洛伦兹力 与电场力比较 磁场对在其中运动的电荷 有作用力 v≠0，且v不与B平行 左手定则 F⊥Bv平面 F洛 = qvBsin θ 一定不做功 电场力 电场对放入其中的电 荷有作用力 电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力 正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反 F＝qE 可能做正功，可能做负功，也可能不做功 三、电子束的偏转 洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦兹力的作用，就会发生偏转。 显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理。 电视机显像管的工作原理 若没有磁场时，电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。 垂直纸面向外 垂直纸面向里 1、如果要使电子束在水平方向偏离中