1.2 磁场对运动电荷的作用力（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

第2节 磁场对运动电荷的作用力 第一章 人教版 高中选择性必修第二册 洛伦兹力的方向 01 洛伦兹力的大小 02 洛伦兹力的实际应用 03 巩固提升 04 CONTENTS 目录 新课导入 电视机是一种必备的家用电器，电视机显像原理是电子流撞击荧光屏，使之发亮而产生图像，请欣赏电视机显像管结构及显像管原理示意图。 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？ 电视机显像管结构 显像管原理示意图 新课导入 磁场对通电导线有作用力，电流是如何形成的，你有什么启发？ 磁场可能对运动电荷有力的作用。如何用实验验证？ 洛伦兹力大小和方向有什么规律？ 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 磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力。 洛伦兹力的方向 PART 01 洛伦兹力方向有什么规律 01 请你结合以前所学知识，你认为洛伦兹力方向有什么规律？ 猜想：磁场对电流的作用力实质是磁场对运动电荷的作用力，洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。 如何用实验验证这一猜想？ 洛伦兹力方向有什么规律 01 实验现象： 实验表明： 洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。 左手定则 02 左手定则 02 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。 洛伦兹力的特点 03 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。 V v1 v2 V B B F + F + 洛伦兹力对物体的运动能起到什么作用？ 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。 洛伦兹力的大小 PART 02 - - - - - - - - - - - - 洛伦兹力的大小 01 你能根据洛伦兹力与安培力关系，尝试推导速度垂直入射磁场时受到的洛伦兹力的大小吗？ I=nqsv N=nLs 每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ： F=BIL I F安 F洛 安培力 洛伦兹力 F安=N·F洛 洛伦兹力的大小 01 若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？ v B11 B ┴ v v v11 ┴ 01 洛伦兹力的大小 F＝qvBsin θ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角： ①当θ＝90°时，v⊥B，sin θ＝1，F＝qvB，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大。 ②当v∥B 时，θ＝0°，sin θ＝0，F＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。 ③当电荷静止于磁场中时（v =0）: F洛＝0 (即静止电荷不受洛伦兹力) v v 02 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 产生条件 大　　小 磁场对在其中运动电荷的作用力 v≠ 0且v不与B平行 电场中的电荷一定受到电场力作用 F ＝qvB(v⊥B) F ＝qE 力方向与场方向的关系 做功情况 力F为零时 场的情况 作用效果 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 任何情况下都不做功 可能做正功、负功或不做功 F为零，B不一定为零 F为零，E一定为零 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 电场对放入其中电荷的作用力 洛伦兹力的实际应用 PART 3 01 电子束的磁偏转 现在，你可以解释为什么电视机显像管中的电子束为什么能打到荧光屏的每一个点了吗？ 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，粒子受到洛伦兹力的作用，从而发生偏转。显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理。 显像管 01 电子束的磁偏转 除了电视机显像管，洛伦兹力还应用在哪些现代科技中吗？ 02 速度选择器 平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。请思考它能选择出来多大的速度的粒子？ 若qE=Bqv 粒子将以速度v做匀速直线 即 若 向上偏 若 向下偏 粒子将以速度v做匀速直线 若将粒子从右边射入，粒子还能在速度选择器中做匀速直线运动吗？ 不仅选择速度的大小，还选择速度的方向。 等离子束 03 磁流体发电机 平行金属板 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，电荷在洛伦兹力偏转运动到两金属板，让两金属板带上等量异种电荷，这样两极板间便产生了电势U,U会不断增大吗？ B v v v v U qE Bqv 当Bqv＝qE 得：U＝Bdv 04 正负电子对撞机 05 极光