磁场对运动电荷的作用力高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册+

第一章

安培力与洛伦兹力1.2磁场对运动电荷的作用力——选修2——学习目标1.通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计

算洛伦兹力的大小。了解洛伦兹力在生产生活中的应用。2.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程。3.认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学技术的关系

我们知道，磁场对通电导线有作用力

情景引入IFA情景引入我们还知道，带电粒子的定向移动形成了电流。++++++v问题：那么，磁场对运动电荷有作用力吗？

如果有，力的方向和大小是怎样的呢？一、洛伦兹力的方向实验探究观察电子束在磁场中的偏转

抽成真空的玻璃管左右两个电极分别连接到高压电源两极时，阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极。一、洛伦兹力的方向1、阴极射线管接高压电源时，阴极会发射电子2、电子通过狭缝后形成一个扁平的电子束3、电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹一、洛伦兹力的方向一、洛伦兹力的方向探究现象：实验结论：阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转磁场对运动电荷有力的作用一、洛伦兹力的方向洛伦兹力1.定义：2.方向：

——洛伦兹

运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力洛伦兹力垂直于B垂直于v（即垂直于Bv所在的平面）一、洛伦兹力的方向洛伦兹力垂直于B垂直于v一、洛伦兹力的方向

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的运动方向，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。左手定则

（负电荷受力方向与正电荷受力方向相反）一、洛伦兹力的方向判断下列图vF洛F洛vvF洛垂直于纸面向里运动洛仑兹力垂直于纸面向外F洛=0v-BBBB一、洛伦兹力的方向Fv-q3、特点：（1）洛仑兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关

（2）洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，

洛仑兹力对运动电荷不做功二、洛伦兹力的大小安培力洛伦兹力IFA

vF洛F洛F洛F洛F洛F洛宏观微观FA=N·F洛二、洛伦兹力的大小安培力洛伦兹力FA=N·F洛1、安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现2、安培力大小等于各个自由电荷所受洛伦兹力的合力小结：二、洛伦兹力的大小

设静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积内的粒子数为n。算出图中一段导线中的粒子数，这就是在时间t内通过横截面S的粒子数。粒子的电荷量记为q1.由此可以算出q与电流I的关系。2.写出这段长为vt的导线所受的安培力F安。3.求出每个粒子受到的力，它等于F洛。二、洛伦兹力的大小1、导线中的电流I=nqsv2、所受到的安培力FA=BIL=BnqsvL3、运动电荷的总数N=nsL

单个运动电荷所受到的作用力F洛=FA/nsLF=qvB二、洛伦兹力的大小

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二、洛伦兹力的大小

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二、洛伦兹力的大小安培力与洛伦兹力的关系：总结（1）当v//B时：（2）当

v⊥B时：F洛=qvBF洛=0（3）当v既不∥B，又不⊥于B时：分解B或v洛伦兹力是安培力的微观表现F洛=qvBsinθ安培力是洛伦兹力的宏观体现二、洛伦兹力的大小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三、电子束的磁偏转

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图那样不断移动，这在显示技术中叫作扫描。三、电子束的磁偏转

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。三、电子束的磁偏转未知射线abc置于匀强磁场中洛伦兹力在实际中的应用射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。

地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱

从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线

地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用三、电子束的磁偏转三、电子束的磁偏转

地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱

从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线

地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用三、电子束的磁偏转

地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱

从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线

地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用四、课堂检测1．电子的速率

，沿着与磁场垂直的方向射入的

匀强磁场中，它受到的洛伦兹力有多大？（电子电荷量为

）解：根据f=qvB得洛伦兹力f=1.6×10-19×3×106×0.1N=4.8×10-14N四、课堂检测3.试判断图示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。四、课堂检测四、课堂检测3．在图示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。试证明带电粒子具有速度

时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。四、课堂检测解：带正电的粒子进入复合场后，受向下的电场力，向上的洛伦兹力，如果沿虚线路径通过，则合力为零，否则做曲线运动，则如果是负电荷，洛伦兹力与电场力同时反向，同样可得

，即带电粒子具有速度

时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。四、课堂检测4．平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。(1)A、B板哪一个是电源的正极？(2)若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大？四、课堂检测解：(1)由左手定则，B