磁场对运动电荷的作用力【核心素养提升+备课精讲精研】高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

磁场对运动电荷的作用力极光（Aurora），是一种绚丽多彩的等离子体现象，其发生是由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极被称为南极光，在北极被称为北极光。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空，一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光产生的条件有三个：大气、磁场、高能带电粒子。人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景复习：1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？2、电流是如何形成的？思考1、磁场对电流有力的作用2、电流是由电荷的定向形成的

由上述的两个问题，我们是否可以设想这个力其实是作用在电荷上的？推理与猜想运动电荷在磁场中会受到作用力吗？I磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用宏观表现微观原因因果实验验证—磁场对运动电荷有力的作用电子射线管的原理:从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。实验过程实验1、无磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象？实验2、若加磁场，可以观察到什么现象？实验3、改变磁场的方向，可以观察到什么现象？【实验现象】（1）在没有外磁场时，电子束沿直线运动，（2）将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动

轨迹发生了弯曲。

【实验结论】

磁场对运动电荷有力的作用。

洛伦兹——“我们时代最伟大最尊贵的人”。

荷兰物理学家，电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。1、洛仑磁力：磁场对运动电荷的作用力2、探究洛伦兹力的方向推理：猜想：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定

磁场对电流的作用力实质是对运动电荷的作用力

左手定则可以判断安培力的方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，所以可以用左手定则判断洛伦兹力的方向。洛伦兹力的方向----左手定则1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，2、把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，3、四指指向正电荷运动的方向，大拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。

vFvF4、若为负电荷，应使四指指向负电荷运动的反方向。猜想：左手定则理论推理实验验证洛伦兹力的方向课堂练习1判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。-qv甲F-qv丙F垂直纸面向里+qv乙F+qv丁F垂直纸面向外想一想3、洛伦兹力的大小设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求（1）通电导线所受的安培力。（2）这段导线内的自由电荷数。（3）每个电荷所受的洛伦兹力。F安svtabvF洛V［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？洛伦兹力：F=qVB(V垂直B）B1B2安培力是洛伦兹力的集体表现，洛伦兹力是安培力微观表现。2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数）3.方向关系：F安与F洛方向相同4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力与安培力的关系：比较电场和磁场对电荷的作用力1.

电荷在电场中一定要受到电场力的作用.2.3.4.电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力力的作用.电场力的大小F=qE洛伦兹力的大小F=qvB电场力方向与电场方向平行洛伦兹力方向与磁场方向垂直电场力对运动的电荷不一定做功.洛伦兹力对运动的电荷一定不做功课堂练习2例题.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B、D人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景++以正电荷为例+1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力方向：左手定则

F⊥VF⊥B