1.2磁场对运动电荷的作用力课件高二下学期物理人教版选择性2

第一章安培力与洛伦兹力

人教版（2019）选修第二册1.2

磁场对运动电荷的作用力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。2.掌握洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小。3.知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理。学习目标思考电流是如何形成的？猜想安培力的实质：磁场运动电荷作用abvvvvvvvvF安Iab导入新课导体中运动电荷会受磁场的作用力吗？

接高压电源时，阴极会发射电子；

电子通过狭缝后形成一个扁平的电子束；

电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。【实验】观察电子束在磁场中的偏转装置介绍：阴极射线管一、洛伦兹力方向⑴不加磁场⑵加前后方向磁场v视频：观察电子束在磁场中的偏转vv【实验现象】⑶前后磁场反向1.磁场对运动电荷有力的作用，该力称为洛伦兹力。2.洛伦兹力的方向与磁场方向有关F洛⊥BF洛⊥vF洛⊥vB平面实验总结安培力洛仑兹力微观原因宏观表现F3.F洛、B、v三者方向关系遵循左手定则v-q正电荷运动方向负电荷运动的反方向垂直穿过手心洛伦兹力F方向四指磁感线

大拇指强调左手定则：

伸开左手，使拇指与其余四指垂直且处于同一平面内；让磁感线从掌心垂直进入，使四指指向正电荷运动的方向，拇指所指的方向就是正电荷所受洛仑兹力的方向。BvFθ+思考：结论：B与v不一定相互垂直。F洛⊥B且F洛⊥v，则B与v也一定相互垂直吗？vF洛F洛v速度有垂直纸面向里的分量洛仑兹力垂直于纸面向外vF洛=0F洛=0vBBBBBB练习1试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的电性或带电粒子的运动方向。vF洛思路点拨：

明确磁场信息：磁场方向

明确带电粒子信息：电性、初速度方向。abvvvvvvvvF安F洛abI安培力洛伦兹力F安=N·F洛通电导体保持固定时：F=BIL推导依据：I=nqSvN=

nLS二、洛伦兹力大小思考：垂直磁场运动的电荷受到的洛伦兹力与哪些因素有关？情境：导线长为L，横截面积为S，垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动速率为v。求：F洛。

F安

=BILI=nqSvN=nLSLF安abvvvvvvvvF洛则每个自由电荷所受的洛伦兹力大小：想一想：推到过程中，自由电荷速度方向与磁场方向是怎样的关系？导体所受安培力:电流微观表达式:

导体中的电荷个数:

分析：⑶当电荷v与磁场B的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力:vǁvv┴θB1.洛伦兹力大小公式F=qvB⑴当v⊥B时F=0⑵当

v∥BF=qv⊥B=qvBsinθθ：v与B夹角2.洛伦兹力特点

F洛只改变速度方向，不改变速度大小

F洛对运动电荷永不做功。由F洛⊥v？练习2电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则

(

)

A.磁场对电子的作用力始终不变B.磁场对电子的作用力始终不做功

C.电子的速度始终不变D.电子的动能始终不变BD练习3一长直螺线管通有交流，一个电子以速度v沿着螺线管的轴线射入管内，则电子在管内的运动情况是(

)

A.匀加速运动B.匀减速运动

C.匀速直线运动D.在螺线管内来回往复运动C例题

一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=5×10-4C的电荷放置在倾角α=30°的光滑斜面上（绝缘），斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示。小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面，求：

⑴小滑块带何种电荷？⑵小滑块经过多长时间离开斜面？⑶该斜面至少有多长？俯视图偏转线圈由电子枪、

和荧光屏组成。2.原理

想一想：电视显像管带电粒子的偏转方式与示波管有什么不同？实例：电视显像管的工作原理三、电子束的磁偏转1.构造带电粒子在磁场中运动时，受洛伦兹力作用发生偏转。没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。原理分析

光斑移动磁场大小变化磁场方向B→OOO→A⑴要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？⑵要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？⑶要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？垂直纸面向外垂直纸面向里垂直纸面向内减小垂直纸面向外增大磁感应强度B=0―

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，电子束打在荧光屏上的光点就象上图那样不断移动，称为扫描。3.显示技术中的扫描达标测试(多选)如图所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，在小球以后的运动过程中，