磁場對運動電荷的作用力+高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

人教版高中物理必修三磁場對運動電荷的作用力1.2導(dǎo)入新課

我們知道，磁場對通電導(dǎo)線有作用力；我們還知道，帶電粒子的定向移動形成了電流。那么，磁場對運動電荷有作用力嗎？如果有，力的方向和大小又是怎樣的呢？01洛倫茲力的方向演示實驗觀察電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)新課學(xué)習(xí)

沒有磁場時，電子束的徑跡呈一條直線。如果在電子束的路徑上施加磁場，電子束會發(fā)生彎曲。改變磁場方向，使其與原來方向相反，電子束會向相反方向彎曲。洛倫茲力實驗表明：磁場對運動電荷有力的作用洛倫茲力洛倫茲力與安培力的關(guān)系導(dǎo)線在磁場中受到的安培力，實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)安培力大小等于各個運動電荷所受洛倫茲力的矢量和

磁場對電流的作用安培力洛倫茲力磁場對運動電荷的作用宏觀微觀F安=N·F洛左手定則：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)，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向，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-------左手定則洛倫茲力的特點

特點一: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。Vv1v2VBBF+F+

特點二:洛倫茲力對電荷不做功,只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大小。A.洛倫茲力方向堅直向下

B.洛倫茲力方向垂直于紙面向外

C.粒子帶正電D.洛倫茲力方向垂直于紙面向外

√√1.（多選）下列關(guān)于圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的電性的判斷正確的是(

)小試牛刀小試牛刀2.(2023·天津崇化中學(xué)期末)下列有關(guān)通電導(dǎo)線和運動電荷受到磁場給他們的作用力方向的判斷正確的是

(

)A.&5&

B.&6&

C.&7&

D.&8&

√02洛倫茲力的大小新課學(xué)習(xí)導(dǎo)線中電流的方向與磁場的方向垂直時，安培力的大小為F＝IlB。這種情況下，導(dǎo)線中電荷定向運動的方向也與磁場的方向垂直。既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么我們是否可以由安培力的表達式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達式？新課學(xué)習(xí)

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)強度為B的勻強磁場中。[推導(dǎo)]這段導(dǎo)體所受的安培力：I的微觀表達式：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新課學(xué)習(xí)

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┴新課學(xué)習(xí)F＝qvBsinθ，θ為電荷運動的方向與磁感應(yīng)強度方向的夾角：①當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當電荷靜止于磁場中時（v=0）:

F洛＝0(即靜止電荷不受洛倫茲力)vv洛倫茲力靜電力力的概念磁場對放入其中的運動電荷的作用電場對放入其中的電荷的作用產(chǎn)生條件磁場中的運動電荷，且運動方向與磁場方向不共線時，電荷受到洛倫茲力電場中的電荷無論是靜止還是沿任意方向運動都要受到靜電力的作用方向由左手定則來判斷正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷則相反大小做功情況一定不做功可能做正功，可能做負功，也可能不做功洛倫茲力和電場力的比較3.下列說法正確的是(

)

√小試牛刀03電子束的磁偏轉(zhuǎn)新課學(xué)習(xí)

洛倫茲力的方向與粒子的運動速度方向垂直，當粒子在磁場中運動時，因受到洛倫茲力的作用，就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。顯像管電視機中就應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。

顯像管中有一個電子槍，工作時它能發(fā)射高速電子。撞擊熒光屏，就能發(fā)光?？墒牵芗毜囊皇娮哟蛟跓晒馄辽现荒苁挂粋€點發(fā)光，要使整個熒光屏發(fā)光，就要靠磁場來使電子束偏轉(zhuǎn)了。新課學(xué)習(xí)顯像管結(jié)構(gòu)：電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏新課學(xué)習(xí)【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.新課學(xué)習(xí)

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、強弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光屏上的光點就像如圖所示那樣不斷移動，這在電視技術(shù)中叫做掃描。電子束在熒光屏上掃描一行之后，迅速返回（虛線），再做下一行掃描，直到熒光屏的下端,叫做一場，電視機中每秒要進行50場掃描，由于人的“視覺暫留”，我們感到整個熒光屏都在發(fā)光。新課學(xué)習(xí)

極光（Aurora），是在地球南北兩極附近地區(qū)的高空，夜間出現(xiàn)的燦爛美麗的光輝。在南極被稱為南極光，在北極被稱為北極光。