【公开课】磁场对运动电荷的作用力+课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、第二节磁场对运动电荷的作用力既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢？【问题思考】1.运动电荷在磁场中受到的力叫洛伦兹力.安培力是洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力是安培力的微观本质一、洛伦兹力安培力和洛伦兹力有什么联系？+vF2.洛伦兹力方向 方向判定：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平面内；让磁感线从掌心进入，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。vFI左手定则左手定则vFvFBvBBBv甲乙丙丁训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向.F垂直于

2、纸面向外F垂直于纸面向里3.洛伦兹力特点：(1)洛伦兹力的方向即垂直于磁场方向，又垂直于电荷的运动方向，即洛伦兹力F垂直于v和B所决定的平面，但v和B不一定垂直(2)洛伦兹力只改变电荷的运动方向，不改变电荷速度的大小(3)故洛伦兹力永远不做功.+vF【思考】洛伦兹力和安培力是同种类型的力，怎样从通电导线安培力的计算公式中导出单个电荷洛伦兹力的计算公式？二、洛伦兹力大小 推导：若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积内含有的粒子数为n，每个粒子的电荷量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。推导 这段导体所受的安培力：I的微观表达式：这段导

3、体中含有的自由电荷数：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小：F安=ILBI=nqsvN=nLs（1）当Bv时，F洛=qvB 问题若带电粒子与磁场成角射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？为B和v之间的夹角 BvBB（2）当B/v时，F洛=0（3）当B与v夹角为时，F洛=qvBsinv洛伦兹力与电场力洛伦兹力电场力性质产生条件方向大小作用效果磁场对运动电荷的作用力电场对电荷的作用力磁场中运动方向不与磁场方向平行的运动电荷电场中的任何电荷FB、Fv（左手定则）正电荷同向，负电荷反向F=qvBsin(：B与IL间）F=qE只改变速度方向，不改变速度大小即可以改变速度方向，也可以改变速度大小洛伦兹力与安培力

4、洛伦兹力安培力性质产生条件方向大小作用效果磁场对运动电荷的作用力磁场对通电导线的作用力磁场中运动方向不与磁场方向平行的运动电荷磁场中不与磁场平行的导线FB、Fv（左手定则）FB、FI（左手定则）F=qvBsin(：B与IL间）F=BIL sin只改变速度方向，不改变速度大小可对整根导线做功三、磁场的性质对磁极有力的作用：对通电导线有力的作用：对运动电荷有力的作用：小磁针N极的受力方向F安 B、I所决定平面F安=ILBsinB：匀强磁场L：始末两点间有效长度：B与IL间的夹角F洛 B、v所决定平面F洛=qvBsin原理：应用电子束磁偏转的道理四、电视显像管的工作原理 例、如图在平行板电容器（电场

5、强度为E，磁感应强度为B），有一带正电粒子q沿虚线通过不发生偏转。试求出带电粒子具有的速度v？(不计带电粒子重力)实际应用：拓展1：若粒子带负电，还能以速度v沿虚线通过吗？拓展3：若V从右向左呢？拓展2：若只改变粒子的带电量呢？一、速度选择器只选速度(大小和方向)其原理是：等离子体喷入磁场，正、负离子分别聚集到B、A板上，产生电势差。实际应用：二、磁流体发电机设板间距离为d，当等离子体以速度v通过板间，A板上聚集的电荷达到稳定时。求电势差E受力平衡：E场q=Bqv，即E场=Bv，故E=E场d=Bdv。例1、如图，在平行板电容器中（电场强度为E，磁感应强度为B），具有某一速度v的带正电粒子q将沿

6、虚线通过不发生偏转。试求出带电粒子具有的速度v？实际应用：一、速度选择器拓展1：若q为负，V从左向右，还能作速度选择器用吗？拓展3：若V从右向左呢？拓展4：若B、V同时反向呢？拓展2：若只改变粒子的带电量呢？课堂练习1、电子的速率v=3.0106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？4.8*10-14N2、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则()A.带电粒子速度大小改变B.带电粒子速度方向改变C.带电粒子速度大小不变D.带电粒子速度方向不变BCD 3、电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是()A.只

7、要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小方向不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子的速度一定变化B4、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地面向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转 vB5、在图所示的平行板之间，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，所以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度则下列说法正确的是()A.粒子动能一定增加，电场力做正功B.粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹力做正功C.粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功D.电场力不做功，洛伦兹力做正功+-BE+qA实验：观察阴极射线在磁场中的偏转实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进；加了磁场后，电子束的运动径迹发生弯曲。运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力.