高二物理磁场对运动电荷的作用力
磁场对运动电荷的作用力
V⊥B） ( V⊥B） ( V∥B） V∥B）
（3）当V与B成一角度θ时 成一角度θ
=qVBsinθ F洛=qVBsinθ
注意： 注意： （1）洛伦兹力方向与带电粒子运动方 垂直，所以只改变粒子速度的方向 改变粒子速度的方向， 向垂直，所以只改变粒子速度的方向， 不改变粒子速度的 粒子速度的大小 不改变粒子速度的大小 （2）由于洛伦兹力方向始终与带电粒 子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运 子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运 动电荷不做功
四、电视显像管的工作原理
1、要是电子打在A点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 应该沿什么方向？ 垂直纸面向外 2、要是电子打在B点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 应该沿什么方向？ 垂直纸面向里 3、要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应 点逐渐移动， 该怎样变化？ 该怎样变化？ 先垂直纸面向外并逐渐减小， 先垂直纸面向外并逐渐减小， 然后垂直纸面向里并逐渐增大。 然后垂直纸面向里并逐渐增大。
3.5
磁场对运动电荷 的作用力
一、洛伦兹力（f） 洛伦兹力（ ）
定义： 1、定义： 运动电荷在磁场中受到的作用力 叫做洛伦兹力 洛伦兹力。 叫做洛伦兹力。 注意：安培力是洛伦兹力的宏观表现。 注意：安培力是洛伦兹力的宏观表现。 宏观表现
二、洛伦兹力的方向
左手定则：伸开左手， 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四 个手指垂直，并且都在一个平面内； 个手指垂直，并且都在一个平面内；让 磁感线从掌心穿入，并使四指指向正电 磁感线从掌心穿入，并使四指指向正电 运动的方向， 荷运动的方向，这时拇指所指的方向就 是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力 的方向。 的方向。
注意（1）四指指向与正电荷运动方向相同，与负电 注意（ ）四指指向与正电荷运动方向相同， 荷运动方向相反。 荷运动方向相反。
高二物理上册知识点总结归纳
高二物理上册知识点总结归纳1.高二物理上册知识点总结归纳篇一洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力，叫做洛伦兹力1、洛仑兹力的方向由左手定则判断：伸开左手让大拇指和其余四指共面且垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指为正电荷运动方向(与负电荷运动方向相反)大拇指所指方向就是洛仑兹力的方向;(1)洛仑兹力F一定和B、V决定的平面垂直。
(2)洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小(3)洛伦兹力永远不做功。
2、洛伦兹力的大小(1)当v平行于B时：F=0(2)当v垂直于B时：F=qvB2.高二物理上册知识点总结归纳篇二电流：电荷的定向移动行成电流。
1、产生电流的条件：(1)自由电荷;(2)电场;2、电流是标量，但有方向：我们规定：正电荷定向移动的方向是电流的方向;注：在电源外部，电流从电源的正极流向负极;在电源的内部，电流从负极流向正极;3、电流的大小：通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示;(1)数学表达式：I=Q/t;(2)电流的国际单位：安培A(3)常用单位：毫安mA、微安uA;(4)1A=103mA=106uA3.高二物理上册知识点总结归纳篇三1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P=mv。
动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的，所以动量也是相对的。
2.动量守恒定律:当系统不受外力或外力合力为零时，系统总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表述。
一般用等号来表示作用前后系统的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题,例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理,在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
高考物理复习：磁场对运动电荷的作用力
3.洛伦兹力和静电力的区别
比较项目
产生条件
洛伦兹力
v≠0 且 v 不与 B 平行
静电力
电荷处在电场中
F=qE
大小
F=qvB(v⊥B)
力方向与场
方向的关系
一定是 F⊥B,F⊥v,与电 正电荷受力与电场方向相同,负电
荷电性无关
荷受力与电场方向相反
做功情况
任何情况下都不做功
可能做正功、负功,也可能不做功
角均为 60°,所以质子运行半径
2
Bqv=m ,即
r=(n=1,2,3,…),由洛伦兹力提供向心力得
v= =Bk·
(n=1,2,3,…),选项
B、D 正确。
方法归纳巧解带电粒子在磁场中运动的多解问题
3
应强度变化后速度的偏向角为 β,根据几何关系有 tan
用时
90°
2π
t=360° ·
(√3)
=
π
,C
2√3
错误,D 正确。
2
=
,则得
'
β=90°,则
规律总结有关带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动问题的解题“三步法”
训练突破
3.在以坐标原点为中心、边长为l的正方形EFGH区域内,存在磁感应强
(2)平行边界(存在临界条件,如图所示)。
(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图所示)。
【典例1】 (多选)如图所示,在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面
向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入
磁场,速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后在N点(图
里的匀强磁场,B处可认为处在磁场中,一带电小球从A点由静止释放后能
磁场对运动电荷的作用力-高二物理课件(2019人教版选择性必修第二册)
【变式3】带正电的粒子在外力作用下沿虚线做匀速圆周运 动，圆心为O，a、b、c、d是圆上的4个等分点。电流大小为I的 长直导线垂直圆平面放置，电流方向如图1 －2 －7所示，导线位 于a、O连线的中点。则（ ）
图1－2－7 A．a、O两点的磁感应强度相同 B．运动过程中，粒子所受合力不变 C．粒子从a运动到c，洛伦兹力先变大后变小 D．粒子从a出发运动一周，洛伦兹力先做正功再做负功， 总功为零
斜面向下。故 C 错误；D 正确；
AB．未加磁场时，根据动能定理，有
WG
Wf
1 mv2 2
加磁场后，多了洛伦兹力，虽然洛伦兹力不做功，但正压力变大，
3、洛伦兹力的大小 (1)推导：如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为 B.设磁场 中有一段长度为 L 的通电导线，横截面积为 S，单位体积中含有 的自由电荷数为 n，每个自由电荷的电荷量为 q 且定向移动的速率 都是 v. 导体所受安培力为：F安 BIL 导体内电流为：I nqSv 导体内自由电荷个数为: N nV nSL 则有：F安 NBqv 则每个自由电荷所受力为：F Bqv
解析 (1)因 v⊥B，所以 F＝ qvB，方向与 v 垂直向左上方． (2)v 与 B 的夹角为 30°，将 v 分解成垂直磁场的分量和平行磁 场的分量，v⊥＝vsin 30°，F＝qvBsin 30°＝12qvB.方向垂直纸面向
里．
(3)由于 v 与 B 平行，所以不受洛伦兹力． (4)v 与 B 垂直，F＝qvB，方向与 v 垂直向左上方．
vm
qB
【 变 式 4】如图1 － 2 － 9所示，一带负电的滑块从粗糙斜面 的顶端滑至底端时的速度为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁 场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时（ ）
磁场对电荷运动的影响
磁场对电荷运动的影响磁场是由电流产生的。
当电荷运动时，它会产生一个磁场，而同时该电荷也会受到外部磁场的作用。
在本文中，我们将探讨磁场对电荷运动的影响。
1. 磁力的作用磁场可以对电荷施加力，这种力称为磁力。
磁力的大小和方向由洛伦兹力定律确定。
洛伦兹力定律表明，磁力的大小与电荷的大小、电荷的运动速度以及磁场的强度和方向有关。
磁力的方向垂直于电荷的运动轨迹和磁场的方向，符合右手定则。
2. 磁场对带电粒子的弯曲轨迹当带电粒子穿过磁场时，由于受到磁力的作用，其运动轨迹会发生弯曲。
这种弯曲轨迹被称为洛伦兹力的曲线。
3. 磁场对电子轨道的影响在原子中，电子绕绕原子核运动，形成电子轨道。
在有磁场的情况下，电子的轨道将受到磁力的作用，导致其轨道的形状和方向发生改变。
这种现象称为塞曼效应。
4. 磁场对电磁感应的影响磁场还可以影响电磁感应现象。
当一个导体运动于磁场中，产生感应电动势时，会产生电流。
这种现象被称为磁感应。
5. 磁场对电子运动速度的限制在磁场中，电子受到磁力的作用，会发生向心力。
这种向心力会限制电子的运动速度和轨道半径。
当向心力与电子的离心力平衡时，电子将保持稳定的轨道。
6. 磁场对电子束的聚焦在粒子加速器中，利用磁场可以对电子束进行聚焦。
磁场可以使电子束在加速器中保持稳定的轨道，同时减小束斑的扩散，提高加速效率。
总结：磁场对电荷运动有着显著的影响。
磁力可以使电荷的运动轨迹发生弯曲，磁场也可以改变电子的轨道形状和方向。
此外，磁场还对电磁感应产生影响，限制电子运动速度，并对电子束的聚焦起到重要作用。
对磁场与电荷运动的关系的深入了解，对于电磁学的研究和应用具有重要意义。
磁场对运动电荷的作用
磁场对运动电荷的作用一、 考点聚焦1.磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力。
带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ2.质谱仪．回旋加速器 Ⅰ二、 知识扫描1．磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。
当v ⊥B qvB f =；当v ∥B 时，f ＝0。
2．洛伦兹力的方向：用左手定则判定。
注意：四指代表电流方向，不是代表电荷的运动方向。
3．由于洛伦兹力f 始终与速度v 垂直，因此f 只改变速度方向而不改变速度大小。
当运动电荷垂直磁场方向进入磁场时仅受洛伦兹力作用，因此一定做匀速圆周运动。
4．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动有一个动力学方程：R v m qvB 2=，两个基本公式（1）轨道半径公式：qB mv R =，（2）周期公式：qB m T π2=。
三、好题精析例1 在如图11.3-1所示的三维空间中，存在方向未知的匀强磁场。
一电子从坐标原点出发，沿x 轴正方向运动时方向不变；沿y轴正方向运动时，受到z 轴负方向的洛伦兹力作用。
试确定当电子从O 点沿z 轴正方向出发时的轨道平面及绕行方向。
解析 运动的电荷在匀强磁场中方向不变有两种可能：一是电荷沿磁场方向运动不受洛伦兹力；二是电荷受洛伦兹力与其它力的合力为零。
本题电子沿x 轴正方向运动时方向不变，表明沿磁场方向运动，即磁场方向与yOz 平面垂直，而电子沿y 轴正方向运动时，受到z 轴负方向的洛伦兹力作用，由左手定则可知，磁场指向纸内。
当电子从O 点沿z 轴正方向出发时，轨道平面一定在yOz 平面内，沿顺时针方向做匀速圆周运动，且圆心在y 轴正方向某一点。
如图11.3-2所示。
点评 本题考查对洛伦兹力方向的判定和分析带电粒子在磁场中运动轨迹。
物理习题中所给条件有的是直接给出的，也有隐含在题中，需要根据所学知识进行挖掘。
本题中匀强磁场的方向就是通过两步分析来确定的。
图11.3-1图11.3-2例2 电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。
电子束经过电压为U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图11.3-3所示。
磁场对运动电荷的作用力
垂直纸面向外 F
课堂训练
2、电子以初速度V垂直进入磁感应强度 为B的匀强磁场中,则 ( BD )
A.磁场对电子的作用力始终不变. B.磁场对电子的作用力始终不做功 C.电子的速度始终不变. D. 电子的动能始终不变
课堂训练
3、电子的速率v=3×106 m/s，垂直 射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受
导线中的电荷的总个数为N = nSL
每个电荷受力为
F洛
F安 N
BnqvSL qvB nLS
三、洛伦兹力大小
F洛=qVB ( V⊥B）
F洛= 0
( V∥B）
当V与B成一角度θ时
F洛=qVB sinθ
F qvB
注意1：、此式只适用于v垂直于B的情况，
如果v和B平行则F=0。
2、洛仑兹力对静止的电荷没有 力的作用。
二、洛伦兹力的方向
左手定则：四指指向与形成的电流方 向一致，即与正电荷运动方向相同， 与负电荷运动方向相反。
课堂训练
1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
－q
竖直向上
竖直向上
垂直纸面向外 垂直纸面向内
三、洛伦兹力大小
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
）
A．带电粒子速度大小改变；
演示：阴极射线在磁场中的偏转
2、电流是如何形成的？
2 导线中的电流强度 I =
v m v 左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。
D．带电粒子速度方向不变。
q v B m R 导线中的电流强度 I =
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，求
磁场对运动电荷的作用力
磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力：磁场力，是磁场对其中运动电荷和电流的作用力。
磁场力包括洛仑兹力和安培力。
磁场对运动电荷作用力称为洛仑兹力，磁场对电流的作用力称为安培力。
洛仑兹力既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向，安培力既垂直于磁场方向又垂直于电流方向。
可以用左手定则判断磁场力的方向。
磁场力包括磁场对运动电荷作用的洛仑兹力和磁场对电流作用的安培力，安培力是洛仑兹力的宏观表现。
磁场力现象中涉及3个物理量的方向：磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向；或磁场方向、电流方向、安培力方向。
用左手定则说明3个物理量的方向时有一个前提，认为磁场方向垂直于电荷运动方向或磁场方向垂直于电流方向。
不少同学认为，根据左手定则知道其中任意2个量的方向可求出第3个量的方向。
一般说，这种看法是不正确的；事实是，磁场方向不一定垂直于电荷运动方向或电流方向，它们之间的夹角可以是任意的。
能肯定的是：洛仑兹力一定既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向，洛仑兹力垂直于磁场B和电荷运动速度v所决定的平面。
安培力一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，安培力垂直于B和I所决定的平面，不应该忽视一个重要事实：B与v或I平行时，洛仑兹力或安培力都不存在。
因此，当B⊥v或B⊥I时，可以用左手定则表述3个物理量方向间的关系。
这时，知道任意2个物理量的方向可求出第3个物理量的方向。
当B与v或B与I不垂直时，根据B与v的方向或B与I的方向，可确定洛仑兹力f或安培力F的方向，但是，根据v、f的方向或I、F的方向不确定B的方向；根据B、f的方向或B、F的方向不能确定v或I的方向。
这2种问题若有确定的解必须补充条件。
磁场力包括两种，一种是磁场对通电导线的作用力，另一种是磁场对运动电荷的作用力。
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图3－5－2
Q Q 有 Q＝nqL＝nq· vt，I＝ ，F 安＝BIL，故 F 安＝B t t nqvt L＝B · L＝Bqv· 洛伦兹力 F＝F 安 /nL， F＝qvB. nL， 故 t 上式为电荷垂直磁场方向运动时， 电荷受到的洛伦 兹力．
2012-11-8
2．洛伦兹力和安培力的区别与联系 (1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受 到的力，而安培力是导体中所有定向移动的 自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现； (2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受 到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安 培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛 伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这 样认为；2012 Nhomakorabea11-8
2012-11-8
2012-11-8
2012-11-8
2．洛伦兹力的大小 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 qvB 强度方向的夹角为θ，则F＝ . qvBsinθ 3.洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运 动方向垂直，故洛伦兹力不改变带电粒子运 大小 动速度的 ，只改变粒子运动的方向．洛 伦兹力对带电粒子不做功．
(3)灵活选择不同的运动规律 ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运 动时，粒子受力必然平衡，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．
2012-11-8
1．电子、质子、α粒子等一般不计重力， 带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考 虑重力的作用． 2．注意重力、电场力做功与路径无关， 洛伦兹力始终和运动方向垂直，永不做功的 特点．
2012-11-8
1．判断负电荷在磁场中运动受洛伦兹 力的方向，四指要指向负电荷运动的相反方 向，也就是电流的方向． 2．电荷运动的方向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.
2012-11-8
二、对洛伦兹力大小的 理解 1．公式推导 设导体内单位长度上自 由电荷数为n，自由电荷的电 荷量为q，定向移动的速度为 v，设长度为L的导线中的自 由电荷在t秒内全部通过截面 A，如图3－5－2所示，设通 过的电荷量为Q， 2012-11-8
2012-11-8
图3－5－1 2．磁场对运动电荷有力的作用，人们 洛伦兹力 称这种力为 ．
2012-11-8
二、洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力的方向 可以用左手定则判定：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，让磁感线从 正电荷 进入，并 掌心 使四指指向 运动的方向，这时 所 拇指 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 相反 受力的方向 ．
2012-11-8
三、带电粒子在复合场中的直线运动 1．复合场一般包括重力场、电场和磁 场三种场的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的分析方 法和思路 (1)正确进行受力分析，除重力、弹力、 摩擦力外要特别注意电场力和洛伦兹力的分 析． (2)确定带电粒子的运动状态，注意运动 2012-11-8 情况和受力情况的结合．
2012-11-8
2012-11-8
(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以 做功． 可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、 不可分割的必然联系，也有显著的区别．
2012-11-8
3．洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹力 电场力 F＝qE 公式 F＝qvB(v⊥B) (1)B≠0 受力条 (2)v≠0，即运动 E≠0 电荷 件 (3)v与B不平行 与E方向平 方向 与B、v方向垂直 行
第五节
磁场对运动电荷的作用力
2012-11-8
学习目标：1.掌握洛伦兹力的方向和大 小及其计算公式的有关知识． 2．了解电视显像管的原理． 重点难点：洛伦兹力的大小方向判定． 易错问题：判断洛伦兹力方向时四指指 向与电荷运动方向的关系．
2012-11-8
一、洛伦兹力 1．演示实验：电子射线管发出的电子 束，如图甲中的径迹是 ．把电子射 一条直线 线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图3－5－1 下 乙中电子束的径迹向 发生了偏转，若调 换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向 上 偏转．
2012-11-8
一、对洛伦兹力方向的理解 1．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．
2012-11-8
2．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． 3．由于洛伦兹力的方向总是跟运动电 荷的速度方向垂直，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的方 向，不能改变速度的大小．