人教版(新教材)高中物理选择性必修2学案2：1 2磁场对运动电荷的作用力

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE211.2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。〖自主预习〗一、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力(1)定义：在磁场中受到的力。(2)洛伦兹力与安培力的关系：通电导体在磁场中所受的安培力是导体中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，而洛伦兹力是安培力的本质。2．洛伦兹力的方向(1)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，并使四指指向运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的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。(2)洛伦兹力方向的特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v所决定的平面。3．洛伦兹力的大小(1)当v与B成θ角时：F＝。(2)当v⊥B时：F＝。(3)当v∥B时：F＝。二、电视显像管的工作原理1．构造：如图所示，由电子枪、和荧光屏组成。2．原理(1)电子枪。(2)电子束在磁场中。(3)荧光屏被电子束撞击发光。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，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。4．偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由产生的。〖新课学习〗一洛伦兹力的方向1．没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象？2．光束实质上是什么？3．若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？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，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，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。二洛伦兹力大小1．洛伦兹力大小的推导(导线与磁场垂直的情况)如图所示，设有一段长度为L的通电导线，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中。若导线中的电流为I，则该导线所受的安培力大小为F安＝ILB。若导线的横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的速度为v，则在时间t内通过截面的电荷量Q＝nSvtq。由电流的定义知I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nSvtq,t)＝nSvq，这段导线内含有的自由电荷数为N＝nSL。整段导线所受的安培力F安可看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力，即F安＝NF，则每个自由电荷所受洛伦兹力F的大小为F＝qvB。2．洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力产生条件(1)电荷相对于磁场运动(2)运动方向与磁场方向不平行只要电荷在电场中，就一定受到电场力的作用大小F＝qvBsinθF＝qE受力方向垂直于B和v所决定的平面，但B和v不一定垂直沿着电场线的切