1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（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（2019）选择性必修二 CONTENTS 目录 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 极光（Aurora），是在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极被称为南极光，在北极被称为北极光。 问题1：你知道极光是怎产生的吗？ 问题2：带电粒子为什么只在地球的两极或维度较高的地方引起极光？ 地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 思考1：磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 思考2：电流是如何形成的？ 讨论：为什么磁场会对通电导线产生力的作用？ 猜测：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 磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 实验演示：电子束在磁场中的偏转 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 洛伦兹（1853—1928） 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 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 实验：洛伦兹力的方向的判断 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？ 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 一、洛伦兹力的方向 实验结论表明：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。 实验现象 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 洛伦兹力的方向的判断-左手定则 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方向这时拇指所指方向就是该正电荷所受洛伦兹力方向。 注意：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。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 洛伦兹力的特点 F洛既与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。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 【课堂练习】 (多选)下列图中关于各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子电性的判断正确的是( ) 答案：CD 随堂练习 新课导入 知识讲解 课堂小结 布置作业 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=nqvS N=nLS F=BIL I F安 F洛 安培力 洛伦兹力 F安=N·F洛 每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ： 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 二、洛伦兹力的大小 注意: 1.当v∥B 时，即F洛＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。 2.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 若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？ B11 B ┴ v v v11 ┴ 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 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 洛伦兹力和电场力的比较 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 【课堂练习】如图，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小F，并指出洛伦兹力的方向。 随堂练习 新课导入 知识讲解 课堂小结 布置作业 电子枪 电子束 荧光屏 偏转线圈 原理图 显像管的原理： ① 电子枪发射高速电子 ② 电子束在磁场中偏转 ③ 荧光屏被电子束撞击时发光 运用一：电子束的磁偏转 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 三、洛伦兹力的实际应用 运用二：速度选择器 平行板中电场