高中物理(新教材)选修二课件2：1-2磁场对运动电荷的作用力 人教版

1.2磁场对运动电荷的作用第一章安培力与洛伦兹力一洛伦兹力的方向磁场对通电导线有作用力，而带电粒子的定向运动形成电流，那么，磁场对运动电荷有作用力吗？实验演示结论：没有磁场时，电子束呈一条直线。如果在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲。改变磁场方向，电子束会反向弯曲。运动电荷在磁场中受到的作用力，称为洛伦兹力。(1)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。掌心：磁感线穿过掌心四指：指向电荷v方向拇指：+q受力方向-q受力反方向

B方向v方向f洛方向对洛伦兹力方向的理解1.决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性（正、负）、速度方向、磁感应强度的方向。当电荷电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变。2.在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于

v和B

两者所决定的平面。3.由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，洛伦兹力只能改变电荷速度的方向，不能改变速度的大小。即洛伦兹力永不做功！例1在右面几幅图中，对洛伦兹力的方向判断正确的是(

)ABD二洛伦兹力的大小思考与讨论安培力洛伦兹力IFA安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现F安=N·F洛安培力大小等于各个自由电荷所受洛伦兹力的合力vF洛F洛F洛F洛F洛F洛宏观微观导线中的电流I=nqsv所受到的安培力F安=BIL=BnqsvL运动电荷的总数N=nsL单个运动电荷所受到的作用力F洛=F安/nsL即F洛

=qvB1.洛伦兹力的表达式2.洛伦兹力的大小v∥B，f=0v与B夹角为θ，f=qvBsinθv⊥B，f=qvB2.洛伦兹力的大小v∥B，f=0v与B夹角为θ，f=qvBsinθv⊥B，f=qvB例1关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是(

)A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．电荷在电场中一定受电场力作用C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直解析：由洛伦兹力公式F洛＝qvBsinθ知，电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力的作用，A错误；由左手定则知洛伦兹力一定与磁场方向垂直，故D错误；电荷在电场中一定受到电场力的作用，受力方向与电场方向可能相同也可能相反，故B对，C错。例3(多选)如图所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直。一带电量为+q，质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入，粒子恰好沿直线穿过，则下列说法正确的是A.若带电粒子带电量为+2q，粒子将向下偏转B.若带电粒子带电量为-2q，粒子仍能沿直线穿过C.若带电粒子速度为2v，粒子不与极板相碰，则从

右侧射出时电势能一定增加D.若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过

三、电子束的磁偏转1.结构2.原理：电子束在磁场中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。问题1：不加磁场电子束将打在O点，若要电子束打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向外ABO2.原理：电子束在磁场中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。问题1：不加磁场电子束将打在O点，若要电子束打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向外ABO问题2：若要电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向里问题3：若要电子束A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎么变化？偏转磁场应该先垂直纸面向外逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐变大ABO3.扫描电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机每秒要进行50场扫描，由于人的“视觉暂留”，我们感觉到整个屏幕都在发光。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，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。如图所示。例4.如图所示是电视机显像管的结构示意图。通常要求磁铁要远离电视机，是因为_____________________________________________________________________________________________；如果磁铁的N极从下方靠近显像管，则显像管上的光斑将会__________________(正对显像管屏幕观察)。磁铁的磁场会对显像管内电子束产生影响，使电子束偏离原来的正常轨迹，从而使得图像或颜色畸变向荧光屏右侧偏移解析：磁铁的磁场会对显像管内电子束产生影响，使电子束偏离原来的正常轨迹，从而使得图像或颜色畸变。再根据左手定则可以判定电子的轨迹会向纸面内偏移。备用工具&资料3.扫描电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机每秒要进行50场扫描，由于人的“视觉暂留”，我们感觉到整个屏幕都在发光。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，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。如图所示。2.原理：电子束在磁场中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。问题1：不加磁场电子束将打在O点，若要电子束打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向外ABO结论：没有磁场时，电子束呈一条直线。如果在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲。改变磁场方向，电子束会反向弯曲。运动电荷在磁场中受到的作用力，称为洛伦兹力。例1在右面几幅图中，对洛伦兹力的方向判断正确的是(

)ABD二洛伦兹力的大小思考与讨论安培力洛伦兹力IFA安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现