磁場對運動電荷的力【高效備課精研+知識精講提升】高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

洛倫茲（1853—1928）

洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。新課引入第一章安培力與洛倫茲力1.2磁場對運動電荷的作用力1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力——安培力電流是如何形成的？2、對于磁場中的運動電荷，你能夠想到什么？

磁場可能對運動電荷有力的作用。電荷的定向移動形成的電子束演示器

加上一高電壓，熾熱的金屬絲發(fā)射出的電子束，電子與氣體激發(fā)出熒光。實驗觀察到的現(xiàn)象：1、沒磁場，沿直線運動2、電子流在磁場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，運動軌跡發(fā)生彎曲結(jié)論：

磁場對運動電荷有力的作用磁場對運動電荷的作用力——洛倫茲力實驗探究

【問題】

洛倫茲力的方向如何判定的？【推理與猜想】1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。2.洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。3.洛倫茲力跟安培力一樣，遵守左手定則。洛倫茲力的方向：FvFv1、左手定則：伸開左手，使拇指和其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動的反方向，這時拇指所指的方向就是該電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。二洛倫茲力的方向-------左手定則Vv1v2VBBF+F+F既與B垂直又與v垂直，即垂直于B和v所確定的平面，但B與v不一定垂直.探究討論總結(jié)點撥1、安培力與洛倫茲力的關(guān)系安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)2、洛倫茲力的方向判定—左手定則磁感線——穿入手心四指——①指向正電荷的運動方向②指向負(fù)電荷運動的反向大拇指——所受洛倫茲力的方向BvF洛BvF洛×××××××××+VV-V垂直紙面向里FF=0例1、試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的方向.

鞏固應(yīng)用例2.將含有大量正、負(fù)帶電粒子及不帶電粒子的氣體以一定速度垂直于磁場噴入勻強(qiáng)磁場中，它們在磁場中的運動徑跡分成了如圖所示的三束，其中②是直線。則(

)A

①是帶正電的粒子B

②是帶正電的粒子C

③是帶正電的粒子D

③是不帶電的粒子A鞏固應(yīng)用vv【問題】

安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那如何推導(dǎo)洛倫茲力大小的公式？思考討論

若有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。[推導(dǎo)]這段導(dǎo)體所受的安培力：I的微觀表達(dá)式：這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)：每個自由電荷所受的洛倫茲力大?。篎=BILI=nqsvN=nLs理論推導(dǎo)

問題：若帶電粒子不垂直射入磁場，電子受到的洛倫茲力又如何呢？為B和v之間的夾角vB11B┴vvv11┴洛倫茲力的大?。篎＝qvBsinθ，θ為電荷運動的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角.①當(dāng)θ＝90°時，v⊥B，sinθ＝1，F(xiàn)＝qvB，即運動方向與磁場垂直時，洛倫茲力最大.②當(dāng)v∥B時，θ＝0°，sinθ＝0，F(xiàn)＝0，即運動方向與磁場平行時，不受洛倫茲力.③當(dāng)電荷相對磁場靜止時（v=0）:F洛＝0，即相對磁場靜止電荷不受洛倫茲力總結(jié)點撥

例3.如圖所示，各圖中的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向。鞏固應(yīng)用一、洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的力。二、洛倫茲力的方向：左手定則。三、洛倫茲力的大?。?.F既與B垂直又與v垂直，即垂直于B和v所確定的平面，但B與v不一定垂直.1.左手定則.1.當(dāng)v⊥B時，F(xiàn)洛＝qvB2.當(dāng)v∥B時，F(xiàn)洛＝0課堂小結(jié)1、教材P12第1、2、3題2、《學(xué)法大視野》本節(jié)作業(yè)。作業(yè)布置【答案】D

1.如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，則陰極射線將()A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B．向紙外偏轉(zhuǎn)C．向下偏轉(zhuǎn)D．向上偏轉(zhuǎn)

挑戰(zhàn)練習(xí)【答案】D

挑戰(zhàn)練習(xí)3、質(zhì)量m=0.1×10-3kg的小物塊，帶有電量為q=5×10-4C的正電荷，放在斜面上，斜面的傾角α=30°，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4。設(shè)整個斜面放在勻強(qiáng)磁場中，B=0.5T，方向如圖，若斜面足夠長，問：(1)物塊下滑時，能達(dá)到的最大速率為多少？(2)如果將磁場反向，其他條件不變，物塊下滑時將發(fā)生什么情況？挑戰(zhàn)練習(xí)顯像管03電子束的磁偏轉(zhuǎn)

安培力與洛倫茲力1、主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏組成顯像管二.應(yīng)用：電視顯像管【思考與討論】（1）要使電子打在A點,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?（2）要使電子打在B點,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?垂直紙面向外垂直紙面向里（3）要使電子從A點向B點逐漸移動,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？先垂直紙面向外并逐漸減小,后垂直紙面向里并逐漸增大.2．原理：(1)電子槍發(fā)射電子．(2)電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)．(3)熒光屏被電子束撞擊時發(fā)光．3．在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，使得電子束打在熒光屏上的光點從上向下、從左向右不斷移動．在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光