1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.2 磁场对运动电荷的作用力 人教版（2019）高中物理必修第二册 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 【演示实验】观察阴极射线在磁场中的偏转 运动电荷在磁场中所受的力——洛伦兹力 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 实验观察到的现象： 电子流在磁场中发生了偏转 磁场的方向发生变化，电子流的弯曲方向也发生了改变 没磁场，沿直线运动 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 洛仑兹力 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 微观原因 宏观表现 一.洛伦兹力 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.洛伦兹力的方向-------左手定则 - F v v F v F 2、说明： （1）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 （2）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; （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。 匀速圆周运动 例1.洛伦兹力的方向判断正确的有？ 例2.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 A 三、洛伦兹力的大小 若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。 这段导体所受的安培力： I 的微观表达式： 这段导体中含有的自由电荷数： 每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ： F=BIL I=nqsv N=nLs 1.当电荷运动的方向与磁场方向垂直时（v⊥B）：F洛＝qvB. 三、洛伦兹力的大小 2.当电荷运动的方向与磁场方向平行时（v∥B）：F洛＝ 0. 3. 若带电粒子速度v与磁场B夹角为θ时： v B11 B┴ v v┴ v11 分解磁场 分解速度 洛伦兹力F＝qvBsin θ的物理量理解： ①q为带电粒子所带电荷量； ②v为带电粒子在磁场中运动速度大小； ③B为磁感应强度； ④θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角. 洛伦兹力F＝qvBsin θ的大小理解： ①当v⊥B，F＝qvB，洛伦兹力最大； ②当v∥B 时，F＝0，不受洛伦兹力，最小； ③当电荷静时（v =0）: F洛＝0 ，即磁场对静止电荷不产生力的作用。 洛伦兹力 安培力 电场力 性质 条件 大小 方向 做功 F=0 作用效果 洛伦兹力和安培力、电场力的比较： 磁场对运动电荷的力 电场对电荷的力 磁场对电流的力 v≠ 0且v不与B平行 电场对电荷一定有力作用 I≠ 0且I不与B平行 F ＝qvBsinθ F ＝qE F ＝BILsinθ 左手定则，F⊥Bv平面 F正与E同，F负与E反 左手定则，F⊥BI平面 不做功 能做功 能做功 F为零，B不一定为零 F为零，E一定为零 F为零，B不一定为零 只改变电荷速度方向 可改变电荷速度 可改变导体速度 例3.[多选]在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度大小均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q，则下列各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小表达正确的是(　　) A．图(1)中洛伦兹力大小为qvBsin 30° B．图(2)中洛伦兹力大小为qvBsin 30° C．图(3)中洛伦兹力大小为0 D．图(4)中洛伦兹力大小为qvB BCD 例5.如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是(　　) A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D．B很大时，滑块可能静止于斜面上 C 一、磁偏转：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，粒子受到洛伦兹力的作用，从而发生偏转。 四、磁偏转 二、应用：电视显像管 （1）要使电子打在O点,偏转磁场大小如何? （2）要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向? （3