2019-2020学年高中物理 第2章 磁场 4 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版选修1-1

四磁场对运动电荷的作用,1知道什么是洛伦兹力，知道影响洛伦兹力方向的因素2会用左手定则解答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定义：磁场对_有力的作用我们把这种力叫做洛伦兹力2电子束在磁场中的偏转(1)现象：没有磁场时，电子束沿_运动把电子射线管放入磁场后，电子束的径迹发生了_,运动电荷,直线,弯曲,(2)结论：运动电荷在磁场中会受到_的作用磁场对电荷作用力的方向与_有关，也与_有关,磁场的力,磁场方向,电荷运动方向,二、洛伦兹力的方向1带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力，在宏观上表现为导线受到了_2用左手定则判断伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直_进入，并使四指指向_运动的方向，这时_所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向负电荷所受洛伦兹力的方向与正电荷受洛伦兹力的方向_温馨提示带电粒子受到的洛伦兹力一定垂直它的运动方向，故洛伦兹力不做功,安培力,掌心,正电荷,拇指,相反,三、电子束的磁偏转1由于_的作用，电子束能在磁场中发生_，叫做磁偏转2电视显像管应用了电子束_的原理,受洛伦兹力,偏转,磁偏转,一、对洛伦兹力的理解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1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决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)，速度方向，磁感应强度的方向当电荷电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变,在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，由左手定则可知，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两者所决定的平面电荷运动的方向和磁感应强度b不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度b和速度v的方向2洛伦兹力的大小电荷在磁场中受洛伦兹力的大小与电荷量q、电荷运动的速度v的大小、磁场的磁感应强度b的大小、速度v的方向以及磁感应强度b的方向都有关,(1)当v0时，洛伦兹力f0，即静止的电荷不受洛伦兹力(2)当v0，且vb时，洛伦兹力f0，即运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力(3)当v0，且vb时，洛伦兹力f最大，即运动方向与磁场方向垂直时，所受洛伦兹力最大,二、洛伦兹力与安培力的区别和联系1区别(1)洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力(2)洛伦兹力永不做功，而安培力可以做功,2联系(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释(2)大小关系：导线静止时f安nf洛(n是导体中定向运动的电荷数)(3)方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断,思考与讨论教材第38页上点拨电荷所受洛伦兹力的方向用左手定则判断伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反教材图2.41中的方向是正确的,教材资料分析,思考与讨论教材第38页下点拨1.电子束打在a点，说明电子束在磁场中受到了向上的洛伦兹力作用，由左手定则可判知此时磁场应垂直纸面向外2电子束打在b点，说明电子束在磁场中受到了向下的洛伦兹力作用，偏转磁场应该垂直纸面向里3电子束由中心o逐渐向a点移动，这说明电子束在偏转磁场中所受洛伦兹力逐渐增大，偏转磁场逐渐增强,洛伦兹力的方向,图241,解析偏转线圈由两个“u”形螺线管组成，由安培定则知右端都是n极，左端都是s极，o处磁场水平向左，由左手定则可判断出电子所受的洛伦兹力向上，电子向上偏转，d正确答案d借题发挥安培定则是用来判断电流的磁场方向的，又叫右手螺旋定则左手定则是用来判断安培力或洛伦兹力方向的两个定则的功能要记牢，使用时左、右手的形状要记清,【答案】a,【解析】a图中电子向右运动，磁场向下，则由左手定则可知，洛伦兹力方向垂直纸面向外，故a正确；b图中磁场向里，负电荷运动方向向右，所以洛伦兹力向下，故b错误；c图中电子向上运动，磁场垂直纸面向里，则由左手定则可知，电子受力向右，故c错误；d图电子运动方向与磁场方向相互平行，故电子不受洛伦兹力，故d错误,带电粒子在磁场中的运动,图242,解析e和b沿水平方向并与电子运动方向平行(相同或相反)，则洛伦兹力f0，只受电场力作用且电场力与电子速度方向共线，电子不会偏转，故选项a、b正确；若e竖直向上，b垂直纸面向外，则电场力竖直向下，电子受到的洛伦兹力竖直向上，当电场力和洛伦兹力相等时，合力为0，电子不偏转，故选项c正确，选项d错误答案abc,借题发挥(1)电荷在电场中一定受电场力(2)电荷在磁场中：静止或沿磁感线运动时，不受磁场力；与磁场方向存在夹角运动时受洛伦兹力；运动方向垂直磁场时，洛伦兹力最大,2(2019年延安名校检测)电子以速度v垂直于磁场的方向射入磁感应强度为b的匀强磁场中，受到磁场的洛伦兹力做圆周运动，关于洛伦兹力做功说法正确的是()a洛伦兹力做正功b洛伦兹力做负功c洛伦兹力不做功d无法判断【答案】c【解析】由于洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力始终不做功故c正确，a、b、d错误,1(2019年盐城名校检测)带正电的粒子在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动，四位同学画出该粒子所受的洛伦兹力如图所示，其中正确的是()af1bf2cf3df4【答案】c,洛伦兹力的方向,【解析】粒子带正电，根据左手定则，让磁场穿过手心，四指指向正电荷的运动方向，则大拇指所指的方向为洛伦兹力的方向，由图可知f3正确故c正确，a、b、d错误,2如图244所示各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三个中的两个，试标出另一个的方向,【解析】用左手定则判断，对q，四指应指向其运动方向的反方向分别可得：(1)图中q受洛伦兹力方向垂直于v斜向左；(2)图中q受洛伦兹力方向垂直于v水平向左；(3)图中q运动方向平行于斜面向下；(4)图中匀强磁场方向为垂直纸面向外【答案】见解析,3来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()a竖直向下沿直线射向地面b相对于预定地点，稍向东偏转c相对于预定地点，稍向西偏转d相对于预定地点，稍向北偏转【答案】b,带电粒子在磁场中的运动,【解析】地球表面地磁场方向由南向北，质子带正电根据左手定则可判定，质子在赤道上空竖直下