1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件 高中物理选择性必修二（人教版2019）(共31张PPT)

(课件网) 3 磁场对运动电荷的作用力 第一章　安培力与洛伦兹力 2 掌握洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小. 1 知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向. 重点 3 了解电视显像管的基本构造及工作的基本原理. 重点 4 学会分析带电体在洛伦兹力作用下的运动. 难点 我们知道，磁场对通电导线有作用力，而带电粒子的定向移动形成了电流，那么磁场对运动的电荷是否会有力的作用？ 洛伦兹力的方向 通电导线在磁场中受到的安培力，实际上是洛伦兹力的宏观表现。安培力方向既垂直于磁场方向，也垂直于电流方向，满足左手定则。那么洛伦兹力的方向有什么特点呢？ 洛伦兹力的方向也满足左手定则。 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.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. 1.洛伦兹力的方向与磁场方向，电荷运动方向有什么关系？ 洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向所决定的平面. 2.当运动的电荷为负电荷时，其所受的洛伦兹力方向如何判断？ 用左手定则判断，只是在使用左手定则时，四指的指向不是负电荷运动的方向，而是负电荷运动的反方向，即等效电流的方向. 3.洛伦兹力与安培力有哪些联系和区别？ (1)联系：安培力是通电导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现，而洛伦兹力是安培力的微观本质. (2)区别：洛伦兹力始终垂直于速度方向，只改变速度的方向，不改变速度的大小，对带电粒子不做功.但安培力却可以对导体做功. 1.(2021·福建高二学业考试)下列图中带电粒子所受的洛伦兹力的方向水平向左的是 A　　　　　 B C　　　　　　D √ 2.如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则 A.电子将向左偏转，速率不变 B.电子将向右偏转，速率不变 C.电子运动方向不变，速率不变 D.电子将向右偏转，速率改变 √ 由安培定则可知导线右侧磁场方向垂直纸面向里，然后根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右，因此电子将向右偏转，洛伦兹力不做功，故其速率不变，故A、C、D错误，B正确. 洛伦兹力的大小 导线中的电流方向与磁场方向垂直时，导线中电荷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，那么如何由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式？ 推导 推导：如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B.设磁场中有一段长度为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，每个自由电荷的电荷量均为q，且定向运动的速率都是v.则导线中的电流是I＝nqvS，导线在磁场中所受的安培力F安＝nqvSLB， 导线中自由电荷数N＝nSL，则每个自由电荷受到的洛伦兹力F洛＝qvB. v θ v2 v1 洛伦兹力的大小 1.当v⊥B，F＝qvB，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大. 2.当v∥B，F＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力. 3.当v与B成θ角时，F＝qvBsin θ. 3.如图所示，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. 答案　(1)因v与B垂直，所以F＝qvB，方向垂直v指向左上方. (2)v与B的夹角为30°，所以F＝qvBsin 30°＝ qvB，方向垂直纸面向里. (3)由于v与B平行，所以不受洛伦兹力. (4)v与B垂直，F＝qvB，方向垂直v指向左上方. 电子束的磁偏转 洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当 ... ...