高中物理 第二章 磁场 第4讲 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版选修11.ppt

第4讲磁场对运动电荷的作用 目标定位 1 知道什么是洛伦兹力 知道影响洛伦兹力方向的因素 2 会用左手定则判断有关带电粒子在磁场中运动方向的问题 3 了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用 一 洛伦兹力1 物理学家 首先提出 磁场对 有力的作用 为了纪念他 人们称这种力为洛伦兹力 2 电子束在磁场中的偏转 1 没有磁场时 电子束沿 运动 2 把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间后 电子束的径迹发生了 洛伦兹 运动电荷 直线 弯曲 二 洛伦兹力的方向带电粒子在运动时受到洛伦兹力 在宏观上表现为导线受到了安培力 想一想通电导线在磁场中受到的安培力方向可以用左手定则来判断 既然安培力是洛伦兹力的宏观表现 那么洛伦兹力的方向是否也可用左手定则判断 如果是 四指指向正电荷的运动方向还是负电荷的运动方向 答案是 在判断安培力的方向时四指指向电流方向 正电荷定向运动的方向为电流的方向 所以四指应指向正电荷的运动方向 与负电荷的运动方向相反 三 电子束的磁偏转1 没有磁场时 电子束是 的 外加磁场以后 电子束的径迹变成 2 磁场的 和电子的 都能影响圆的半径 四 显像管的工作原理电视显像管也用到了电子束 的原理 直进 圆形 强弱 速度 磁偏转 一 对洛伦兹力的理解1 定义 磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力 是由荷兰物理学家洛伦兹首先提出的 2 洛伦兹力的方向 1 安培力实际上是大量运动电荷在磁场中受洛伦兹力的宏观表现 所以洛伦兹力的方向也可由左手定则判定 2 左手定则 伸开左手 使拇指跟其余四指垂直 且处于同一平面内 让磁感线垂直穿入手心 四指指向正电荷运动的方向 若是负电荷 则四指指向负电荷运动的反方向 拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向 电荷运动的方向和磁感应强度b不一定垂直 但洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直 又与电荷的运动方向垂直 即洛伦兹力垂直于v和b两者所决定的平面 3 洛伦兹力方向的特点 1 洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面 所以洛伦兹力永远不做功 2 当电荷运动方向发生变化时 洛伦兹力的方向也随之变化 3 用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力的方向时 要注意将四指指向负电荷运动的反方向 例1 关于洛伦兹力的方向的判定 以下说法正确的是 a 用左手定则判定洛伦兹力的方向时 四指指向 与电荷定向运动的方向相同b 用左手定则判定洛伦兹力的方向时 四指指向 与电荷运动形成等效电流的方向相同c 正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向d 若将在磁场中的运动电荷 q换为 q且速度方向反向 则洛伦兹力方向不变 解析运用左手定则时 四指指向 应沿电荷定向移动形成的等效电流方向 而不一定沿电荷定向移动方向 因为负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向 通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间关系可知 两者方向相互垂直 而不是相互平行 答案bd 针对训练1下图中 电荷的速度方向 磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是 解析根据左手定则判断a正确 判断时要注意a b选项中是负电荷 其运动的方向与四指指向相反 答案a 二 洛伦兹力与安培力的区别和联系1 区别 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力 而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现 2 联系 洛伦兹力与安培力的方向一致 均可用左手定则进行判断 例2 关于静电力与洛伦兹力 以下说法正确的是 a 电荷只要处在电场中 就会受到静电力 而电荷静止在磁场中 有可能受到洛伦兹力b 静电力对在其电场中的电荷一定会做功 而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功c 静电力与洛伦兹力一样 受力方向都在电场线和磁感线上d 只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用解析电荷受静电力及洛伦兹力的条件及两种力的方向规律都不同 答案d 针对训练2关于安培力 电场力和洛伦磁力 下列说法正确的是 a 电荷在电场中一定受电场力作用 电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用b 电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直c 安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断d 安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用 安培力可以对通电导线做功 洛伦兹力对运动电荷也做功 解析电荷在电场中一定受电场力作用 但是运动的电荷的速度方向与磁场方向不一致时电荷才受洛伦兹力的作用 选项a错误 正电荷所受电场力一定与该处电场方向一致