高中物理 2.3 磁场对运动电荷的作用力课件 教科版选修11.ppt

第3讲磁场对运动电荷的作用力 高中物理 选修1 1 教科版 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 知道电视机显像管是利用了电子束磁偏转的原理 了解其工作过程 一 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力1 通电导线所受安培力是磁场对的作用力的宏观表现 2 荷兰物理学家首先提出磁场对运动电荷有力的作用 为了纪念洛伦兹的这一贡献 人们将磁场对的作用力称为洛伦兹力 运动电荷 洛伦兹 运动电荷 3 洛伦兹力的方向洛伦兹力与安培力的方向的判定定则是一致的 也可用左手定则来判定 伸开左手 使大拇指跟其余四指 且处于同一平面内 让磁感线垂直穿过手心 四指指向运动的方向 那么 拇指所指的方向就是正电荷所受的方向 运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向跟正电荷相 垂直 正电荷 洛伦兹力 反 4 洛伦兹力的大小当电荷的运动方向与磁感线平行时 电荷洛伦兹力 当电荷的运动方向与磁感线垂直时 磁场越强 电荷带电量越大 运动速度越快 电荷受到的洛伦兹力就 不受 越大 想一想 洛伦兹力和安培力之间有关系吗 答案有 洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的作用力 安培力是电流在磁场中受到的作用力 而电流是电荷的定向移动形成的 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 它们的方向均可以应用左手定则进行判定 二 电子束在磁场中偏转的应用电子显像管运用磁场对的作用 洛伦兹力 原理 使电子束在磁场中偏转 运动电荷 想一想 磁铁如何放置才能让发光点向上偏离荧光屏中心 图2 3 1 答案要使发光点向上偏离荧光屏中心 根据左手定则可知所加磁场方向应垂直纸面向外 即磁铁的n极在里 s极在外 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 实质通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是通电导线在磁场中所受安培力的微观本质 3 大小 洛伦兹力与电荷运动状态有关 当v 0时 f 0 当电荷的运动方向与磁感线平行时 f 0 当电荷的运动方向与磁感线垂直时 磁场越强 电荷带电量越大 运动速度越快 电荷受到的洛伦兹力就越大 例1 多选 一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用 那么 a 这个空间一定没有磁场b 这个空间不一定没有磁场c 这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场d 这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场 答案bc解析由题意可知运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力 可能空间没有磁场 也可能存在磁场 磁场方向与电荷运动方向平行 故a错误 b c正确 若磁场方向与电荷运动方向垂直 电荷一定受到洛伦兹力 不符合题意 故d错误 针对训练1 单选 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 带电粒子受到洛伦兹力越小 则该磁场的磁感应强度越小c 只要带电粒子在磁场中运动 它一定受到洛伦兹力作用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 答案d解析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 一定不受洛伦兹力作用 选项a错误 磁感应强度由磁场本身的性质决定 与洛伦兹力的大小无关 选项b错误 当电荷的运动方向与磁场方向平行时 洛伦兹力f 0 只有当电荷的运动方向与磁场方向不平行时 运动电荷才受到洛伦兹力的作用 选项c错误 d正确 二 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 用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时 要注意将四指指向电荷运动的反方向 例2 2013 湖南省学业水平考试 荷兰物理学家洛伦兹首先提出 磁场对运动电荷有力的作用 为了纪念他 人们称这种力为 该力的方向可以用 填 左手定则 或 右手定则 来判断 答案洛伦兹力左手定则 针对训练2 单选 2013 江苏省扬州市学业水平考试模拟 如图2 3 2所示 带正电的不计重力的粒子 沿水平向右的方向垂直进入磁场 关于其运动情况