【物理】磁场对运动电荷的作用力2023-2024学年高二下人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

KJKJ 安培力与洛伦兹力安培力与洛伦兹力1.2 1.2 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力学习目标1.1.知道通电导线受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现。知道通电导线受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现。2.2.会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对带电粒子不做功。会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对带电粒子不做功。3.3.会推导洛伦兹力的公式会推导洛伦兹力的公式F FqvBqvB，并掌握其适用条件。，并掌握其适用条件。4.4.了解电视显像管的工作原理。了解电视显像管的工作原理。演示实验 在上一节中，我们已经知道了磁场对通电导线在上一节中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力。有作用力。我们还知道带电粒子的我们还知道带电粒子的定向移动形成了电流。那磁场对运动电荷有力？如果有？大小和方向？定向移动形成了电流。那磁场对运动电荷有力？如果有？大小和方向？结论：电子束在磁场中受到了力的作用，径迹发生了弯曲。而且电子束结论：电子束在磁场中受到了力的作用，径迹发生了弯曲。而且电子束受力的方向受力的方向与与磁场方磁场方向向、运动方向运动方向有关。有关。讲授新课洛伦兹力1.1.洛伦兹力的定义洛伦兹力的定义运动电荷运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。在磁场中受到的力称为洛伦兹力。2.2.洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 依照依照左手左手定则判定，伸开左手，使定则判定，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直拇指与其余四个手指垂直，并，并且都且都与手掌在同一个平面内与手掌在同一个平面内；让磁感线；让磁感线从掌心垂直进入从掌心垂直进入，并使四指指，并使四指指向向正电荷运动的正电荷运动的方向，这时方向，这时拇指所指的方向拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。中所受洛伦兹力的方向。如图所示。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。如图所示。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。讲授新课洛伦兹力的方向洛伦兹力的特点：洛伦兹力的特点：（1 1）F F既与既与B B垂直垂直又与又与v v垂直垂直，即垂直于，即垂直于B B和和v v所确定的平面所确定的平面，但，但B B与与v v不一定垂直。不一定垂直。（2 2）洛伦兹力）洛伦兹力对电荷对电荷不做功不做功,只改变只改变粒子粒子速度的方向速度的方向，不改变不改变粒子速度的粒子速度的大小大小。随堂练习洛伦兹力的方向1、判断图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是（）答案答案D讲授新课洛伦兹力的大小安培力是洛伦兹力的宏观体现。安培力是洛伦兹力的宏观体现。洛伦兹力是安培力的微观表现洛伦兹力是安培力的微观表现每个自由电荷所受的洛伦兹力洛伦兹力大小：讲授新课洛伦兹力的大小 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垂直，则所受洛伦兹力的大小为F=qvB讲授新课洛伦兹力对洛伦兹力公式对洛伦兹力公式F FqvBqvBsin sin 的理解的理解（1 1）公式中）公式中为电荷运动速度为电荷运动速度v v与磁场与磁场B B的夹角。的夹角。（2 2）当）当v vB B时，时，F FqvBqvB，即电荷垂直进入磁场时洛伦兹力最大。，即电荷垂直进入磁场时洛伦兹力最大。（3 3）当）当v vB B时，时，F F0 0，即电荷运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力。，即电荷运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力。区别联系（1）洛伦兹力是指单个运动电荷所受到的磁场力，而安培力是指电流（即大量定向移动的电荷）所受到的磁场力；（2）洛伦兹力永不做功，而安培力可以做功（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表现；（2）大小关系：F安NF洛；（3）方向关系：洛伦兹力与安培力的方向均可用左手定则进行判断洛伦兹力与安培力的区别与联系：洛伦兹力与安培力的区别与联系：新课讲授洛伦兹力洛伦兹力与安培力的比较洛伦兹力与安培力的比较随堂练习洛伦兹力2、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，质量为m、带电荷量为q的小球在倾角为的光滑斜面上由静止开始下滑。若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球的带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和小球在斜面上运动的位移分别为多大？新课讲授洛伦兹力的应用新课讲授洛伦兹力的应用电子束的磁偏转1.显像管的构造：电子枪、偏转线圈和荧光屏。2.显像管的原理（1）电子枪发射电子发射电子。（2）电子束在磁场中偏转。（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、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在显示技术中叫作扫描扫描。新课讲授洛伦兹力的应用新课讲授洛伦兹力的应用例例3 3、显像管原理的示意图如图所示、显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的电子束将打在荧光屏正中的0 0点点,安装安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场方向为正使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场方向为正方向方向,若使高速电子流打在荧光屏上的位置由若使高速电子流打在荧光屏上的位置由b b点逐渐移动到点逐渐移动到a a点点,下列变化的磁场能够使下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是电子发生上述偏转的是显像管ba新课讲授洛伦兹力的应用随堂练习洛伦兹力的应用4、（多选）目前世界上一种新型发电机叫磁流体发电机，它的发电原理如图所示，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，从整体来说呈中性）沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板P、Q，这时金属板上就聚集了电荷。下列说法正确的是（）A.P板带正电B.有电流从b经用电器流向aC.金属板P、Q间的电场方向向上D.等离子体发生偏转的原因是粒子所受洛伦兹力大于所受静电力答案答案AD5.电磁流量计如图甲所示，它利用磁场对电荷的作用测出液体的流量，其原理可以简化为如图乙所示模型，液体内含有大量正、负离子，在竖直向下的匀强磁场作用下，从容器左侧流入，右侧流出。下列说法正确的是（）A.离子受到竖直方向的洛伦兹力B.带负电离子与带正电离子受力方向相同C.上、下两侧面有电势差D.前、后两侧面有电势差随堂练习洛伦兹力的应用答案答案D随堂练习洛伦兹力的应用6.（多选）如图所示为一“速度选择器”的示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出，不计重力作用。可能达到上述目的的办法是（）A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外解析解析：AD洛伦兹力定义方向大小左手定则公式应用F=qvB课堂小结