第1章 第2节 磁场对运动电荷的作用力-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第2节　磁场对运动电荷的作用力

[知识梳理]

知识点一　洛伦兹力的方向

1．洛伦兹力：  运动电荷  在磁场中受到的力．

2．洛伦兹力的方向

(1)特点：运动的带电粒子在磁场中所受的  洛伦兹力  的方向，与运动方向和磁感应强度方向都垂直．

(2)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，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．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向  相反  ．

知识点二　洛伦兹力的大小

1．洛伦兹力与安培力的关系：安培力是洛伦兹力的  宏观  表现．

2．洛伦兹力的大小

(1)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向垂直，F＝   qvB    .

(2)如果电荷运动的方向与磁场方向夹角为θ，F＝  qvBsin θ  .

知识点三　电子束的磁偏转

1．显像管电视机原理：电视机显像管利用了   电子束磁偏转   的原理．

2．显像管结构：电视机显像管由电子枪、  偏转线圈   和荧光屏组成．

3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在显示技术中叫作  扫描  ．

[基础自测]

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同．(  √  )

(2)若电荷的速度方向与磁场平行，则电荷不受洛伦兹力．(  √  )

(3)电荷运动速度越大，它受到的洛伦兹力一定越大. (  ×  )

2．试判断下列图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是(　　)

解析：D　[根据左手定则可以判断，选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下；选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上；选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外；选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确．]

3．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是(　　)

A．洛伦兹力对带电粒子做功

B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能

C．洛伦兹力的大小与速度无关

D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向

解析：B　[洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，故选B.]

　　

洛伦兹力的方向

◆[探究导引]

如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中发生了向下偏转，试问：

(1)什么力使电子在运动过程中向下偏转？该力的方向如何？

(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？

提示　(1)洛伦兹力　向下

(2)磁场方向向里，电子所受洛伦兹力与磁场方向垂直，与电子运动方向垂直，满足左手定则．

◆[探究归纳]

1．决定洛伦兹力方向的三个因素：电荷的正负、速度方向、磁感应强度的方向．当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个反向，则洛伦兹力必定反向； 如果让两个同时反向，则洛伦兹力方向不变．

2．洛伦兹力的特点：洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小．

3．用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，应注意将四指指向负电荷运动的反方向．

[特别提醒]　(1)洛伦兹力永不做功，虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现，但安培力可以做功．

(2)利用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指指向也可以理解为总是指向等效电流的方向．

[例1]　如图所示是电子射线管的示意图．电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是(　　)

A．加一电场，电场方向沿z轴负方向

B．加一电场，电场方向沿y轴正方向

C．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向

D．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向

解析：D　[电子由阴极沿x轴正方向射出，要使电子的径迹向下(z轴负方向)偏转，则应使电子受到向下的力．若加一电场，由于电子带负电，所受电场力与电场方向相反，因此电场方向应沿z轴正方向；若加一磁场，根据左手定则可知，所加磁场应沿y轴的正方向(注意电子带负电，四指应指向电子运动的反方向)．故选项D正确．]

[规律总结]　洛伦兹力方向的判断方法

　洛伦兹力方向与安培力方向一样，都根据左手定则判断，但应注意以下两点：

(1)洛伦兹力必垂直于v、B方向决定的平面．

(2)v与B不一定垂直，当不垂直时，磁感线可以斜穿过手心．

◆[跟进训练]