物理：3.5《磁场对运动电荷的作用力》基础知识讲解(新人教版选修3-1)省公开课一等奖全国示范课微课

第五节磁场对运动电荷作用力第1页学习目标：1.掌握洛伦兹力方向和大小及其计算公式相关知识．2．了解电视显像管原理．重点难点：洛伦兹力大小方向判定．易错问题：判断洛伦兹力方向时四指指向与电荷运动方向关系．第2页一、洛伦兹力1．演示试验：电子射线管发出电子束，如图甲中径迹是

．把电子射线管放在蹄形磁铁磁场中，如图3－5－1乙中电子束径迹向

发生了偏转，若调换磁铁南北极位置，则电子束径迹会向

偏转．一条直线上下第3页图3－5－12．磁场对运动电荷有力作用，人们称这种力为

．洛伦兹力第4页二、洛伦兹力方向和大小1．洛伦兹力方向能够用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，而且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从

进入，并使四指指向

运动方向，这时

所指方向就是运动正电荷在磁场中所受洛伦兹力方向．负电荷受力方向与正电荷受力方向

．掌心正电荷相反拇指第5页2．洛伦兹力大小若带电粒子运动方向与磁感应强度方向垂直，则F＝

.若粒子速度方向与磁感应强度方向夹角为θ，则F＝

.3.洛伦兹力方向一直与带电粒子运动方向垂直，故洛伦兹力不改变带电粒子运动速度

，只改变粒子运动方向．洛伦兹力对带电粒子不做功．qvBqvBsinθ大小第6页一、对洛伦兹力方向了解1．决定洛伦兹力方向原因有三个：电荷电性(正、负)、速度方向、磁感应强度方向．当电荷电性一定时，其它两个原因中，假如只让一个原因相反，则洛伦兹力方向必定相反；假如同时让两个原因相反，则洛伦兹力方向将不变．第7页2．在研究电荷运动方向与磁场方向垂直情况时，由左手定则可知，洛伦兹力方向既与磁场方向垂直，又与电荷运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B二者所决定平面．3．因为洛伦兹力方向总是跟运动电荷速度方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，洛伦兹力只能改变电荷速度方向，不能改变速度大小．第8页1．判断负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向，四指要指向负电荷运动相反方向，也就是电流方向．2．电荷运动方向v和B不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B和速度方向v.

第9页二、对洛伦兹力大小了解1．公式推导设导体内单位长度上自由电荷数为n，自由电荷电荷量为q，定向移动速度为v，设长度为L导线中自由电荷在t秒内全部经过截面A，如图3－5－2所表示，设经过电荷量为Q，

图3－5－2第10页第11页2．洛伦兹力和安培力区分与联络(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到力，而安培力是导体中全部定向移动自由电荷受到洛伦兹力宏观表现；(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到洛伦兹力宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于全部定向移动电荷所受洛伦兹力和，普通只有当导体静止时才能这么认为；第12页(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却能够做功．可见安培力与洛伦兹力现有紧密相关、不可分割必定联络，也有显著区分．第13页3．洛伦兹力与电场力比较洛伦兹力电场力公式F＝qvB(v⊥B)F＝qE受力条件(1)B≠0(2)v≠0，即运动电荷(3)v与B不平行E≠0方向与B、v方向垂直与E方向平行影响大小原因q、v、B及v与B夹角q、E做功情况总不做功能够做功第14页三、带电粒子在复合场中直线运动1．复合场普通包含重力场、电场和磁场三种场任意两种场复合或三种场复合．2．带电粒子在复合场中运动分析方法和思绪(1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要尤其注意电场力和洛伦兹力分析．(2)确定带电粒子运动状态，注意运动情况和受力情况结合．第15页(3)灵活选择不一样运动规律①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，粒子受力必定平衡，由平衡条件列方程求解．②对于临界问题，注意挖掘隐含条件．第16页1