磁场对运动电荷的作用力-2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.2磁场对运动电荷的作用力极光：太阳风爆：地磁暴：近期：爆发太阳风暴，粒子流奔向地球，同时改变地磁场分布，能够使大量粒子撞击更多区域的大气层而发光。科普时间由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，撞击大气层而在夜间出现的灿烂美丽的光辉。太阳大气中能量释放现象，主要通过增强的电磁辐射、高能带电粒子流和等离子体云等三种形式释放。是由太阳表面活动引起的地球磁场全球性剧烈扰动现象。任务一：认识洛伦兹力实验现象：径迹发生弯曲，电子束发生偏转。表明了什么？实验表明：运动电荷在磁场中受到了力。洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力。荷兰物理学家洛伦兹（Lorentz，1853—1928）人造极光：阴极射线管任务一：认识洛伦兹力思考：洛伦兹力和安培力的关系是什么？洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力。安培力：磁场对通电导体（电流）的力。电流的本质是什么？所以洛伦兹力和安培力有什么关系呢？谁是谁的叠加？谁是谁的微观本质？谁是谁的宏观表现？B+v+v=0+v-vIII=0I∥B思考：下列电荷位于磁场中受到洛伦兹力吗?小结：什么情况带电粒子一定受洛伦兹力。有速度，且v不平行B。这和带电粒子在电场中收到静电力条件一样吗？问题：洛伦兹力的方向如何判断呢？洛伦兹力的方向洛伦兹力的左手定则：①四指指向正电荷运动的方向，②拇指为正电荷所受洛伦兹力的方向。(负电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反)安培力的左手定则：①四指指向电流方向，②拇指为安培力的方向。（四指指向负电荷运动的反方向）vB+FBv+洛伦兹力F与v、B三者间的方向关系无论v与B是否垂直，F⊥B、F⊥vF与v、B构成的平面垂直。问题：洛伦兹力对粒子运动有什么影响？它改变的是速度的什么？若通过导体的电流为I，带电粒子的速度都为v，磁感应强度为B，垂直纸面向内，粒子的电荷量为q，单位体积内自由电荷数为n,导体横截面积为s，则在时间t内，流过横截面的电荷量是长度为vt的导体内的电荷量。1、导体受到的安培力大小为多少？2、I和q的关系？3、每一个电荷受到的力为多少？任务二：推导并理解洛伦兹力的大小任务二：推导并理解洛伦兹力的大小当v⊥B时：F=Bqvv和B不垂直呢？F=Bqvsinθ++以正电荷为例极光出现在两极附近的原因任务三：理解电子束的磁偏转老式电视机显像管结构图80后童年的陪伴老式黑白电视机电子枪产生高速电子任务三：理解电子束的磁偏转电子枪发射的高速电子，撞击荧光屏，就能发光。推测：未接入信号时，会看到什么呢？任务三：理解电子束的磁偏转要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？

要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？

要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？任务三：理解电子束的磁偏转要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？

要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？

要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？快速逐行扫描，你将看到什么？如图，左边离子源射出的带正电粒子进入右边的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，若不计重力，则：1、哪种速度的粒子能从最右边的小孔射出？2、粒子能否从右孔沿直线通过左侧小孔2、能从右边出来的粒子，对电荷量大小有要求吗？

对电荷的正负有要求吗？3、若考虑重力呢？

磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体（正负电荷组成的离子化气体状物质）喷射入磁场，在电场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度为v，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间，当发电机稳定发电时，电流表示数为I。（1）图中__________板为电源的正极；（2）这个发电机的电动势为________;（3）此发电机的等效内阻是________________。科学漫步：正电子的发现在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的径迹是非常重要的实验证据。1930年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了正电子。1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，借以减慢粒子的速度。获得了1936年的诺贝尔物理学奖。正电子的发现证明了反物质的存在，对反物质世界的探索现在仍是物理学的前沿之一。暗能量、施一公、和一些神棍来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的速度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

试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vfvv洛伦兹力方向垂直纸面向里v0f如图所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计．小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时(

)A．小球的动能相同B．细线所受的拉力相同C．小球所受的洛伦兹力相同D．小球的向心加速度大小相同

如图所示，a是竖直平面P上的一点．P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向(

)A．向上B．向下C．向左D．向右如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸