1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件(共42张PPT) 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册.pptx

1.2磁场对运动电荷的作用力人教版（2019）物理（选择性必修第二册）第一章安培力与洛伦兹力

目录素养目标01课程导入02新课讲解03总结归纳04课堂练习05

素养目标1.通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小2.掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式分析求解洛伦兹力3.了解显像管的基本构造及工作的基本原理，认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学技术的关系

磁场对通电导线有作用力带电粒子的定向移动形成了电流磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？电流方向

新课讲解

观察电子束在磁场中受力偏转实验装置抽成真空的玻璃管，玻璃管的两个电极分别连接到高压电源两极玻璃管的阴极发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极没有磁场时候，电子束呈现一条直线

观察电子束在磁场中受力偏转

观察电子束在磁场中受力偏转实验现象现象：当N极在纸面朝外靠近电子束时，电子束向下偏转当S极在纸面朝外靠近电子束时，电子束向上偏转

观察电子束在磁场中受力偏转实验结论磁场对运动电荷有作用力磁场对运动电荷的作用力的方向与磁场方向有关-+分析：①在磁场作用下，电子束的径迹发生偏转，说明电子受到力的作用②磁场方向改变，电子束径迹的偏转方向发生改变，说明力的方向与磁场方向有关这个力称为洛伦兹力N

温故知新伸开左手，使拇指和其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向左手定则这时拇指所指方向就是该通电导线所受安培力方向。正电荷运动方向这时拇指所指方向就是该正电荷所受洛伦兹力方向。

试着用左手定则判断电子所受洛伦兹力的方向

试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向vF洛F洛B垂直于纸面向里运动BvBF洛vB+vBvB洛仑兹力垂直于纸面向外F洛=0F洛=0经典例题

温故知新导线中电流的方向与磁场的方向垂直时，安培力的大小为安培力洛伦兹力微观实质宏观表现问题：可否通过安培力公式推导洛伦兹力公式？

思考与讨论设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中Q＝nqSL＝nqS·vt洛伦兹力怎么算呢？提示

------------I=nqsvN=nLs每个自由电荷所受的洛伦兹力大小：F=BILIF安F洛安培力洛伦兹力F安=N·F洛

洛伦兹力F与v、B三者之间的方向关系Vv1v2VBBF+F+F既与B垂直又与v垂直，即垂直于B和v所确定的平面，但B与v不一定垂直洛伦兹力对物体的运动能起到什么作用？洛伦兹力对电荷不做功,只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。

洛伦兹力的大小当电荷运动的方向与磁场方向垂直时（v⊥B）：F洛＝qvB上式中各量的单位：F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力的计算公式洛伦兹力F洛牛顿（N）磁感应强度B电荷q速度v特斯拉（T）库伦（C）米每秒（m/s）当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为什么？

B1B2BF=B2IL=BILsinθ(θ为B与I的正向夹角)vB∥B┴

L1F=BIL1＝BILsinθ(θ为B与I的正向夹角)vv┴v∥

F＝qvBsinθ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角：①当θ＝90°时，v⊥B，sinθ＝1，F＝qvB，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大。②当v∥B时，θ＝0°，sinθ＝0，F＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。③当电荷静止于磁场中时（v=0）:F洛＝0(即静止电荷不受洛伦兹力)vv

分类洛伦兹力安培力区别洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力安培力是指通电直导线所受到的磁场力洛伦兹力不做功安培力可以做功联系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本质。②大小关系:F安=NF洛(N是导体中定向运动的电荷数)。③方向关系:洛伦兹力与安培力均可用左手定则进行判断洛伦兹力与安培力的关系

电子束的磁偏转电视显像管的工作原理洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦兹力的作用，就会发生偏转。显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理

主要构造：电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等。原理：应用电子束磁偏转的道理。在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱在不断变化，电子束打在荧光屏上的光点在不断移动——扫描。电视显像管