第1.2 节 磁场对运动电荷的作用力-2023-2024学年高二物理同步培优课件（人教版2019选择性必修第二册）

高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 问题1：磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 大小：F＝BILsinθ 方向：左手定则 问题2：电流是如何形成的？ 磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。 由上述的两个问题你能够想到什么？ 问题 温故知新 磁场对运动电荷有力的作用吗 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 观察实验 实验现象说明什么问题 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力 洛伦兹力的发现和概念 实验证明，磁场对运动电荷能产生力的作用。磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现。 荷兰物理学家洛伦兹，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。 洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力 通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力 洛伦兹力的方向 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？ 左手定则：磁感线穿掌心，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向。 判断安培力的方向 判断洛伦兹力的方向 正电荷定向移动的方向 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向），这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 负电荷所受洛伦兹力的方向与正电荷受力方向相反 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力的方向 左手定则 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力的方向 对洛伦兹力的方向 深入理解 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决定的平面。 伸开左手： 磁感线——从手心穿入 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 v F v 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. 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向 深入理解 B v F洛 B v F洛 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向 深入理解 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力的大小 洛伦兹力的大小的推到 导线中电流的方向与磁场的方向垂直时，安培力的大小为F＝ILB。这种情况下，导线中电荷定向运动的方向也与磁场的方向垂直。既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，那么我们是否可以由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式？ 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第2节: 磁场对运动电荷的作用力 二、洛伦兹力的大小 对洛伦兹力公式 1、电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与 磁感应强度方向垂直，那么粒 子受到的洛仑兹力为 F=qvB 2、当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ 时电荷所 受的洛伦兹力为 F=qvBsinθ 3、式中力F、磁感应强度B、电荷量q、速度v的单位分别为牛顿（N）、特斯拉（T）、库仑（C）、米每秒（m