高中物理(新教材)选修二课件1：1-2磁场对运动电荷的作用力 人教版

第一章1.2磁场对运动电荷的作用力学习目标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，会用公式分析求解洛伦兹力。3、了解电视显像管的基本构造和工作原理。一、洛伦兹力的方向

演示实验电子射线管发出的电子束，如图中的径迹是一条直线。把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图中电子束的径迹向下发生了偏转，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向，上偏转。1.定义：洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。2.洛伦兹力和安培力的关系①安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。②大小关系：F安＝NF洛(N是导体中定向运动的电荷数)。③方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断。3.方向：由左手定则判断洛伦兹力的方向可以依照左手定则判定：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。4.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。二、洛伦兹力的大小

1.推导洛伦兹力的表达式如图所示，设有一段长为L

的通电导线垂直磁场放置，横截面积为s，单位体积中含有的电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，它向右移动的平均速度为v。F安=NF洛，N为导体中电荷的总个数导体所受安培力F安=

BIL电流微观表达式I=

nqSv导体中的电荷个数N=

nLS由公式我们可以看出，影响洛伦兹力大小因素有：磁感应强度B电荷量q电荷运动快慢

v思考：若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？由公式我们可以看出，影响洛伦兹力大小因素有：磁感应强度B电荷量q电荷运动快慢

v思考：若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？2.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，如图1所示。(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，如图2所示。图2图13.

洛伦兹力与静电力的比较洛伦兹力静电力力的概念磁场对放入其中的运动电荷的作用电场对放入其中的电荷的作用产生条件磁场中的运动电荷，且运动方向与磁场方向不共线时，电荷受到洛伦兹力电场中的电荷无论是静止还是沿任意方向运动都要受到静电力的作用方向由左手定则来判断正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷则相反大小F洛=qvBsinθF=Eq做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功三、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，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦兹力的作用，就会发生偏转。显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理。显像管原理示意图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就像下图那样不断移动，这在显示技术中叫作扫描（scanning）。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行50场扫描，所以我们感到整个荧光屏都在发光。课堂小结

大小：f洛=qvB方向：左手定则，f洛⊥Bv平面一、洛伦兹力二、电子束的磁偏转课堂小结

大小：f洛=qvB方向：左手定则，f洛⊥Bv平面一、洛伦兹力二、电子束的磁偏转课堂练习1．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将A.向上偏转 B.向下偏转C.向纸里偏转 D.向纸外偏转解析：由题图可知，直导线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故B选项正确。2．有关洛伦兹力和安培力的描述,下列说法中正确的是(

)A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：通电直导线与磁场平行时，不受安培力，选项A错误；洛伦兹力对带电粒子不做功；选项C错误；安培力方向与磁场方向垂直，选项D错误；安培力是大量运动电荷受洛伦兹力的宏观表现，选项B正确。3．电视机显像管应用了电子束磁偏转的原理．如图所示，电子束经电子枪加速后进入偏转磁场，然后打在荧光屏上产生亮点．没有磁场时，亮点在O点；加上磁场后，亮点的位置偏离O点，以下说法正确的是(

)A．仅增大加速电压，亮点将远离O点B．仅减小磁感应强度，亮点将远离O点C．增大加速电压同时增大磁感应强度，亮点可能远离O点D．增大加速电压同时减小磁感应强度，亮点可能远离O点

4．一初速度为零的质子，经过电压为1880V的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×10－4T的匀强磁场中．求质子受到的洛伦兹力的大小．(质子质量m＝1.67×10－27kg，g取10m/s2)

备用工具&资料

2．有关洛伦兹力和安培力的描述,下列说法中正确的是(

)A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：通电直导线与磁场平行时，不受安培力，选项A错误；洛伦兹力对带电粒子不做功；选项C错误；安培力方向与磁场方向垂直，选项D错误；安培力是大量运动电荷受洛伦兹力的宏观表现，选项B正确。一、洛伦兹力的方向

演示实验电子射线管发出的电子束，如图中的径迹是一条直线。把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图中电子束的径迹向下发生了偏转，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向，上偏转。4.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。二、洛伦兹力的大小

1.推导洛伦兹力的表达式如图所示，设有一段长为L