运动电荷在磁场中受到的力 课件
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5-4运动电荷在磁场中受力
× × × ×
R
B
速 度 选 择 器
× ×
× ×
mv R= qB' 可知： 可知：对于同位素粒子 m大，R 大；m小，R小 大 小
- × Fe - × B’
E
× + fL + × v + × ×
B
速 度 选 择 器 胶片屏
× 这样， 这样，不同质量的粒子 在胶片屏上留下不同的 × 痕迹——质谱线。 质谱线。 痕迹 质谱线
3.霍尔效应的应用 ① 测量半导体的性质 半导体根据掺杂不同， 半导体根据掺杂不同，有空穴型 （p型）半导体，和电子型（n型）半 型 半导体，和电子型（ 型 导体。 导体。 P型半导体的主要载流子为正电荷； 型半导体的主要载流子为正电荷； 型半导体的主要载流子为正电荷 n型半导体的主要载流子为负电荷； 型半导体的主要载流子为负电荷； 型半导体的主要载流子为负电荷
VH fL Fe I v
B
b E d
为霍尔系数。 为霍尔系数。
IB VH = RH d
2.讨论
IB VH = RH d 1 RH = nq
1.由于导体内有大量的自由电荷，n 较大， 由于导体内有大量的自由电荷， 较大， 由于导体内有大量的自由电荷 RH 较小，故导体的霍尔效应较弱。 较小，故导体的霍尔效应较弱。 2.而半导体界于导体与绝缘体之间，其 而半导体界于导体与绝缘体之间， 而半导体界于导体与绝缘体之间 内的自由电荷较少，n 较小，RH 较大， 内的自由电荷较少， 较小， 较大， 故半导体的霍尔效应显著。 故半导体的霍尔效应显著。
Fe = qE
f L = qvB
当粒子速度 v 较大时， 较大时， Fe< fL， 粒子向右偏转被右 极板吸收。 极板吸收。
R
B
速 度 选 择 器
× ×
× ×
mv R= qB' 可知： 可知：对于同位素粒子 m大，R 大；m小，R小 大 小
- × Fe - × B’
E
× + fL + × v + × ×
B
速 度 选 择 器 胶片屏
× 这样， 这样，不同质量的粒子 在胶片屏上留下不同的 × 痕迹——质谱线。 质谱线。 痕迹 质谱线
3.霍尔效应的应用 ① 测量半导体的性质 半导体根据掺杂不同， 半导体根据掺杂不同，有空穴型 （p型）半导体，和电子型（n型）半 型 半导体，和电子型（ 型 导体。 导体。 P型半导体的主要载流子为正电荷； 型半导体的主要载流子为正电荷； 型半导体的主要载流子为正电荷 n型半导体的主要载流子为负电荷； 型半导体的主要载流子为负电荷； 型半导体的主要载流子为负电荷
VH fL Fe I v
B
b E d
为霍尔系数。 为霍尔系数。
IB VH = RH d
2.讨论
IB VH = RH d 1 RH = nq
1.由于导体内有大量的自由电荷，n 较大， 由于导体内有大量的自由电荷， 较大， 由于导体内有大量的自由电荷 RH 较小，故导体的霍尔效应较弱。 较小，故导体的霍尔效应较弱。 2.而半导体界于导体与绝缘体之间，其 而半导体界于导体与绝缘体之间， 而半导体界于导体与绝缘体之间 内的自由电荷较少，n 较小，RH 较大， 内的自由电荷较少， 较小， 较大， 故半导体的霍尔效应显著。 故半导体的霍尔效应显著。
Fe = qE
f L = qvB
当粒子速度 v 较大时， 较大时， Fe< fL， 粒子向右偏转被右 极板吸收。 极板吸收。
3.5运动电荷在磁场中受到的力
方向的判断： 左手定则
大小的计算： F BIL sin
2电流是如何形成的？
电流是由电荷的定向移动形成的 3、猜想:磁场是不是可能对运动电荷有 力的作用？
演示：阴极射线在磁场中的偏转
1 、没有磁场时，接通高压电源可以观 察到什么现象。
2、光束实质上是什么？ 3、若在电子束的路径上加磁场，可以 观察到什么现象？ 4、改变磁场的方向，通过观查从而判 断运动的电子在各个方向磁场中的受力 方向。
I=nqsv
F安＝ILB＝（nqsv）LB
总电荷数：nsL
f洛＝qVB
(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)
如果通电导线不和磁场方向垂直，怎么办？
速度v与磁场B的方向夹角为θ时
F Bqv sin (为B与v的夹角）
1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入 该通电螺线管，若不计重力，则 [ CD ] A．带电粒子速度大小改变； B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变； D．带电粒子速度方向不变。
四、洛伦兹力的特点
（1）、洛伦兹力的方向既垂直于磁场 方向，又垂直于速度方向，即垂直于 磁场和速度所组成的平面。
（2）、洛伦兹力对电荷不做功，即不 改变速度的大小，只改变速度的方向。
五、电视显像管的工作原理
五、电视显像管的工作原理
主要构造: 电子枪（阴极）、偏 转线圈、荧光屏等
【思考与讨论】
1.安培力是洛伦兹力的宏观表现． 2.洛伦兹力是安培力的微观本质
二、洛伦兹力的方向
推理：左手定则判断安培力方向，大量定
向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培 力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力 的方向．
实验验证：洛伦兹力的方向可以用左 手定则判定
方正课件选修3-1人教版--3.5 运动电荷在磁场中受到的力
B
B O t
-B
（2）从B 开始至A连续变化（教材上）
B O -B
B
t
五、 典 例 分 析（下一节课任务------预习）
1、霍尔效应
（1）霍尔元件 2、速度选择器 （1）选择原理 （2）决定因素 3、磁流体发电机 （1）工作物质 （2）电动势 （3）无关因素 （2）霍尔电压
◆ 课 堂 小 结
一、f与F的关系 二、洛伦兹力的方向 三、洛伦兹力的大小
v B 时，
f qvB
角 时，
v
与
B
成
f qvB sin
（3） f qV B sin qV B （4）
f q V sin B qV B
V )
V sin V
B
)
V
B
B B sin
3. 三个场力的比较 （1）电荷在电场中?受到电场力，但 电荷在磁场中却?受到洛伦兹力； ① V=0 ②
手掌 四指
拇指
指向电流I方向
安培力F方向
4、四种信息的相互推断
V V
总结：三缺一 5、再论三个方向的关系
V f
f
（1）安培力F总是垂直于B、I决定的平面，但B与I可以不垂直；
（2）洛伦兹力f
f
B
v
f
★★★ 类 比
I
I
I
Fmax ILB
V
Fmin 0
四、电视显像管的工作原理
v B
（2）安培力可以对通电导线做功，但 洛伦兹力却永远不会对电荷做功 洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小
四、电视显像管的工作原理
1. A三个特殊点 （1） A点 B向外 B竖直向上
B O t
-B
（2）从B 开始至A连续变化（教材上）
B O -B
B
t
五、 典 例 分 析（下一节课任务------预习）
1、霍尔效应
（1）霍尔元件 2、速度选择器 （1）选择原理 （2）决定因素 3、磁流体发电机 （1）工作物质 （2）电动势 （3）无关因素 （2）霍尔电压
◆ 课 堂 小 结
一、f与F的关系 二、洛伦兹力的方向 三、洛伦兹力的大小
v B 时，
f qvB
角 时，
v
与
B
成
f qvB sin
（3） f qV B sin qV B （4）
f q V sin B qV B
V )
V sin V
B
)
V
B
B B sin
3. 三个场力的比较 （1）电荷在电场中?受到电场力，但 电荷在磁场中却?受到洛伦兹力； ① V=0 ②
手掌 四指
拇指
指向电流I方向
安培力F方向
4、四种信息的相互推断
V V
总结：三缺一 5、再论三个方向的关系
V f
f
（1）安培力F总是垂直于B、I决定的平面，但B与I可以不垂直；
（2）洛伦兹力f
f
B
v
f
★★★ 类 比
I
I
I
Fmax ILB
V
Fmin 0
四、电视显像管的工作原理
v B
（2）安培力可以对通电导线做功，但 洛伦兹力却永远不会对电荷做功 洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小
四、电视显像管的工作原理
1. A三个特殊点 （1） A点 B向外 B竖直向上
磁场对运动电荷的作用力 课件
(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；
(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．
3．洛伦兹力与电场力的比较
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．
图3－5－2
有 Q＝nqL＝nq·vt，I＝Qt ，F 安＝BIL，故 F 安＝BQt L＝Bnqtvt·L＝Bqv·nL，洛伦兹力 F＝F 安/nL，故 F＝qvB.
上式为电荷垂直磁场方向运动时，电荷受到的洛伦 兹力．
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．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，注意运动情况和受力情 况的结合．
(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．
磁场对运动电荷的作用力
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
乙中一电条子直束线的径．迹把向电下子射发线生管了放偏在转蹄，形若磁调铁换的磁磁铁场南中北，极如的图位3置－，5－则1 电子束的径迹会向上偏转．
(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．
3．洛伦兹力与电场力的比较
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．
图3－5－2
有 Q＝nqL＝nq·vt，I＝Qt ，F 安＝BIL，故 F 安＝BQt L＝Bnqtvt·L＝Bqv·nL，洛伦兹力 F＝F 安/nL，故 F＝qvB.
上式为电荷垂直磁场方向运动时，电荷受到的洛伦 兹力．
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．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，注意运动情况和受力情 况的结合．
(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．
磁场对运动电荷的作用力
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
乙中一电条子直束线的径．迹把向电下子射发线生管了放偏在转蹄，形若磁调铁换的磁磁铁场南中北，极如的图位3置－，5－则1 电子束的径迹会向上偏转．
1.2磁场对运动电荷的作用力(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
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，求
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。
01
(1)推导： ①I=nqsv
②F安＝ILB＝（nqsv）LB
③总电荷数：nsL
等离子体
01
1．初速度v的电 子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流
方向与电子的初始运动方向如图所示，则（ B ）A．电子将向右偏转，
洛伦兹力大小不变B．电子将向左偏转，洛伦兹力大小改变C．电子将向
左偏转，洛伦兹力大小不变D．电子将向右偏转，洛伦兹力大小改变
01
【答案】B
【详解】由右手定则可知直导线右侧为垂直纸面向里的磁场，根据左手
）A．磁场方向先向右后向左B．磁场方向
先向下后向上C．磁感应强度先变小后变大D．磁感应强度先变大后变小
03
【答案】C【详解】AB.电子受到的洛伦茲力先向上后向下，由左手定则
可知磁感应强度先垂直纸面向外后垂直纸面向里，A、B错误；CD.电子
束偏转半径先变大后减小，故磁感应强度先变小后变大，C正确，D错误。
U
qvB 则有U Bdv 再由欧姆定律有
d
U
Bdv
可知电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R 中电流也改变，C 错误；
Rr Rr
D．由 I
Bdv
可以知道，若只增大粒子入射速度，R 中电流也会增大，D 正确。故选 D。
Rr
④f洛＝qvB
适用条件：速度方向与磁场方向垂直
与垂直
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
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。
01
(1)推导： ①I=nqsv
②F安＝ILB＝（nqsv）LB
③总电荷数：nsL
等离子体
01
1．初速度v的电 子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流
方向与电子的初始运动方向如图所示，则（ B ）A．电子将向右偏转，
洛伦兹力大小不变B．电子将向左偏转，洛伦兹力大小改变C．电子将向
左偏转，洛伦兹力大小不变D．电子将向右偏转，洛伦兹力大小改变
01
【答案】B
【详解】由右手定则可知直导线右侧为垂直纸面向里的磁场，根据左手
）A．磁场方向先向右后向左B．磁场方向
先向下后向上C．磁感应强度先变小后变大D．磁感应强度先变大后变小
03
【答案】C【详解】AB.电子受到的洛伦茲力先向上后向下，由左手定则
可知磁感应强度先垂直纸面向外后垂直纸面向里，A、B错误；CD.电子
束偏转半径先变大后减小，故磁感应强度先变小后变大，C正确，D错误。
U
qvB 则有U Bdv 再由欧姆定律有
d
U
Bdv
可知电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R 中电流也改变，C 错误；
Rr Rr
D．由 I
Bdv
可以知道，若只增大粒子入射速度，R 中电流也会增大，D 正确。故选 D。
Rr
④f洛＝qvB
适用条件：速度方向与磁场方向垂直
与垂直
2025届高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用(53张PPT)
答案 AB
考向4 运动的周期性形成多解带电粒子在两个相邻磁场或电场、磁场相邻的空间内形成周期性的运动而形成多解。
【典例11】 (多选)(2022·湖北卷)在如图所示的平面内,分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分,一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场,另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子,
解析 电子在磁场中都做匀速圆周运动,根据题意画出电子的运动轨迹,如图所示,电子1垂直射进磁场,从b点离开,则运动了半个圆周,ab即为直径,c点为圆心,电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b
答案 A
考向2 带电粒子在平行边界磁场中的运动平行边界(存在临界条件,如图所示)。
【典例4】 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求:(1)电子的速率v0至少多大?(2)若θ角可取任意值,v0的最小值是多少?
答案 C
1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的_______,只改变带电粒子速度的方向。2.粒子的运动性质。(1)若v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做_____________。(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_____________。
考点2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
平面
0
qvB
(1)带电粒子在磁场中的速度不为零,一定受到洛伦兹力作用( )(2)洛伦兹力对运动电荷不做功( )(3)同一带电粒子在A处受到的洛伦兹力大于在B处受到的洛伦兹力,则A处的磁场一定大于B处的磁场( )
高中物理教科版选修31课件：第三章 第4节 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力
对洛伦兹力的理解
1．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。
(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。
[答案] C
1．在下列选项的四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度 B 的 方向、带正电的粒子在磁场中速度 v 的方向和其所受洛伦兹 力 F 洛的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是 ( )
解析：根据左手定则可知 A 图中洛伦兹力方向向下，故 A 错 误；B 图中洛伦兹力的方向向上，故 B 正确；C 图中洛伦兹 力方向应该垂直纸面向外，故 C 错误；D 图中洛伦兹力方向 应该垂直纸面向里，故 D 错误。 答案：B
C．向西
D．向北
解析：地球赤道上空地磁场的磁感线方向由南向北，射向赤道
的带正电粒子垂直于地面向下，根据左手定则可判断带正电的
粒子受力向东，A 正确。 答案：A
3．带电荷量为＋q 的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确
的是
()
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把＋q 改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹
力的大小、方向均不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定
与电荷运动方向垂直
D．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变
解析：因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒 子速度的方向有关。例如，当粒子速度与磁场垂直时，F＝qvB， 当粒子速度与磁场平行时，F＝0。又由于洛伦兹力的方向永远与 粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也 不同，所以 A 选项错。因为＋q 改为－q 且速度反向时所形成的 电流方向与原＋q 运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛 伦兹力方向不变，再由 F＝qvB 知大小不变，所以 B 选项正确。 因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所 以 C 选项错。因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不 做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒 子速度的方向不断改变，所以 D 选项错。 答案：B
运动电荷在磁场中受到的力
v
F洛
F洛
v
洛伦兹力的方向
实验结论：洛伦兹力的方向既 跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电荷的 运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的 方向总是垂直于磁感线和运动电荷 所在的平面，即：F安⊥Bv平面 伸开左手： 磁感线——垂直穿入手心 四指——
①指向正电荷的运动方向
②指向负电荷运动的反向 大拇指——
所受洛伦兹力的方向
A、匀加速运动
B、匀减速运动
C、匀速直线运动
D、在螺线管内来回往复运动
课堂练习
5、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面 顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂直纸 面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑至底
端，则它滑至底端时的速率将（ B ）
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足，无法判断
1、通电导线在磁场中所受的安培力就是 洛伦兹力的宏观表现。
2、研究表明，洛伦兹力的大小与电荷的运 动方向及磁场的方向有关。
洛伦兹力的大小
如图所示，设有一段长度为L，横截面 积为S的导线，导线单位体积内含有的自由 电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定 向移动速率为v，将这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为B的磁场中。
小结：
磁场对运动电荷作用力：洛伦兹力 1、洛伦兹力的大小：
v∥B，F洛=0；v⊥B，F洛=qvB v与B成θ时，F洛=qvBsinθ
2、方向：
F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥vB平面
3、做功情况：
洛子在磁场中所 受洛伦兹力的方向：
课堂练习
洛伦兹力的大小
安培力为F安=BIL 电流的微观表 达式为 I=nqsv 设导线中共有N个自由电子N=nsL
每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N 故可得F洛=qvB
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运动电荷在磁场中受到的力
一、洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力的定义 运__动__电__荷__在磁场中所受的作用力。 2．洛伦兹力的方向 (1)实验观察——阴极射线在磁场中的偏转。 ①没有磁场时电子束是一条 直线 。
②将一蹄形磁铁跨放在阴极射线管外面，电子流运动轨迹 发生 弯曲 。
(2)洛伦兹力方向的判断： 左手定则：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 从掌心进入，并使四 指指向 正 电荷运动的方向，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。负电荷受力的方向与 正电荷受力的方向 相反 。
2．洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力
电场力
产生 条件
电荷必须运动且速度方向 带电粒子只要处在电
与B不平行时，电荷才受 场中就受到电场力
到洛伦兹力
大小 F＝qvBsinθ，F⊥B，F⊥v，F＝qE，F的方向与E
方向 用左手定则判断
同向或反向
特点
洛伦兹力永不做功
电场力可以做功
相同点
反映了电场和磁场都具有力的性质
1．(多选)一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，
那么
()
A．这个空间一定没有磁场
B．这个空间不一定没有磁场
C．这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场
D．这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场 解析：运动电荷在某空间没有受到洛伦兹力，可能此空间
无磁场存在，也可能电荷运动方向与磁场方向平行，故 B、
C 均正确。 答案：BC
2．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁
场，两粒子质量之比为 1∶4，电量之比为 1∶2，则两带电粒
子受洛伦兹力之比为
()
1．构造：如图 3-5-1 所示，由电子枪、 _偏__转__线__圈__和荧光屏组成。
2．原理
(1)电子枪 发射电子 。 (2)电子束在磁场中偏转 。
图 3-5-1
(3)荧光屏被电子束撞击发光。
3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场， 其方向、强弱都在 不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点
3．洛伦兹力的大小 (1)电荷量为 q 的粒子以速度 v 运动时，如果速度方向与 磁感应强度方向 垂直 ，则 F＝ qvB 。 (2)当电荷运动方向与 磁场 的方向夹角为 θ 时，F＝ _q_v_B_s_i_n_θ__。 (3)当电荷沿磁场方向运动(即 θ＝0 或 v∥B)时，F＝ 0 。
二、电视显像管的工作原理
1．如图所示的磁感应强度 B、电荷的运动速度 v 和磁场对电
荷的作用力 F 的相互关系图中，画得正确的是(其中 B、F、
v 两两垂直)
()
解析：由于 B、F、v 两两垂直，根据左手定则得：A、B、 D 选项中受洛伦兹力都与图示 F 的方向相反，故 A、B、 D 错误，C 正确。 答案：C
2．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线 中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地
从上向下、从左向右不断移动。
4．偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由 两对线圈 产生的。
洛伦兹力的方向
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 电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，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。
[答案] C
洛伦兹力作用下的变加速运动问题 (1)注意受力情况和运动情况的分析。带电物体在磁场 中速度变化时洛伦兹力的大小随之变化，并进一步导致压 力、摩擦力的变化，物体在变力作用下将做变加速运动。 (2)注意临界状态的分析。当摩擦力与引起物体运动的 外力平衡时，物体将处于平衡状态；当洛伦兹力增大使物体 与接触面的压力为零时，物体将要离开接触面。
D．B 很大时，滑块可能静止于斜面上
[思路点拨] (1)滑块与斜面之间存在滑动摩擦力。 (2)洛伦兹力的方向可由左手定则判断。 (3)洛伦兹力随滑块速度的增大而增大。
[解析] 根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛 伦兹力，C 对。随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化， 它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变 化，A 错。B 越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦 力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时 的动能就越小，B 错。由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下 滑，故 B 再大，滑块也不可能静止在斜面上，D 错。
2．F、B、v 三者方向间关系 电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不 确定的。电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，F⊥B， F⊥v，即 F 垂直于 B 和 v 所决定的平面。 3．特点 洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎 样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功， 它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。
球上的生物有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线
粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )
A．向东偏转
B．向南偏转
C．向西偏转
D．向北偏转
解析：赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线
粒子竖直向下运动时，根据左手定则可以确定，它受到水平
向东的洛伦兹力，故它向东偏转。A 正确。 答案：A
洛伦兹力的大小
1．洛伦兹力与安培力的区别和联系
区别
联系
①洛伦兹力是指单个运动
电荷所受到的磁场力，而 安培力是指电流(即大量定 向移动的电荷)所受到的磁 场力
②洛伦兹力永不做功，而 安培力可以做功
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：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 力的方向特点一致，均可用左 手定则进行判断
[典例] 如图 3-5-3 所示，表面粗糙的
斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面
向外、强度为 B 的匀强磁场中。质量为 m、
带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止
图 3-5-3
下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是
()
A．滑块ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与 B 的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下
一、洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力的定义 运__动__电__荷__在磁场中所受的作用力。 2．洛伦兹力的方向 (1)实验观察——阴极射线在磁场中的偏转。 ①没有磁场时电子束是一条 直线 。
②将一蹄形磁铁跨放在阴极射线管外面，电子流运动轨迹 发生 弯曲 。
(2)洛伦兹力方向的判断： 左手定则：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 从掌心进入，并使四 指指向 正 电荷运动的方向，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。负电荷受力的方向与 正电荷受力的方向 相反 。
2．洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力
电场力
产生 条件
电荷必须运动且速度方向 带电粒子只要处在电
与B不平行时，电荷才受 场中就受到电场力
到洛伦兹力
大小 F＝qvBsinθ，F⊥B，F⊥v，F＝qE，F的方向与E
方向 用左手定则判断
同向或反向
特点
洛伦兹力永不做功
电场力可以做功
相同点
反映了电场和磁场都具有力的性质
1．(多选)一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，
那么
()
A．这个空间一定没有磁场
B．这个空间不一定没有磁场
C．这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场
D．这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场 解析：运动电荷在某空间没有受到洛伦兹力，可能此空间
无磁场存在，也可能电荷运动方向与磁场方向平行，故 B、
C 均正确。 答案：BC
2．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁
场，两粒子质量之比为 1∶4，电量之比为 1∶2，则两带电粒
子受洛伦兹力之比为
()
1．构造：如图 3-5-1 所示，由电子枪、 _偏__转__线__圈__和荧光屏组成。
2．原理
(1)电子枪 发射电子 。 (2)电子束在磁场中偏转 。
图 3-5-1
(3)荧光屏被电子束撞击发光。
3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场， 其方向、强弱都在 不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点
3．洛伦兹力的大小 (1)电荷量为 q 的粒子以速度 v 运动时，如果速度方向与 磁感应强度方向 垂直 ，则 F＝ qvB 。 (2)当电荷运动方向与 磁场 的方向夹角为 θ 时，F＝ _q_v_B_s_i_n_θ__。 (3)当电荷沿磁场方向运动(即 θ＝0 或 v∥B)时，F＝ 0 。
二、电视显像管的工作原理
1．如图所示的磁感应强度 B、电荷的运动速度 v 和磁场对电
荷的作用力 F 的相互关系图中，画得正确的是(其中 B、F、
v 两两垂直)
()
解析：由于 B、F、v 两两垂直，根据左手定则得：A、B、 D 选项中受洛伦兹力都与图示 F 的方向相反，故 A、B、 D 错误，C 正确。 答案：C
2．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线 中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地
从上向下、从左向右不断移动。
4．偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由 两对线圈 产生的。
洛伦兹力的方向
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 电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，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。
[答案] C
洛伦兹力作用下的变加速运动问题 (1)注意受力情况和运动情况的分析。带电物体在磁场 中速度变化时洛伦兹力的大小随之变化，并进一步导致压 力、摩擦力的变化，物体在变力作用下将做变加速运动。 (2)注意临界状态的分析。当摩擦力与引起物体运动的 外力平衡时，物体将处于平衡状态；当洛伦兹力增大使物体 与接触面的压力为零时，物体将要离开接触面。
D．B 很大时，滑块可能静止于斜面上
[思路点拨] (1)滑块与斜面之间存在滑动摩擦力。 (2)洛伦兹力的方向可由左手定则判断。 (3)洛伦兹力随滑块速度的增大而增大。
[解析] 根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛 伦兹力，C 对。随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化， 它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变 化，A 错。B 越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦 力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时 的动能就越小，B 错。由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下 滑，故 B 再大，滑块也不可能静止在斜面上，D 错。
2．F、B、v 三者方向间关系 电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不 确定的。电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，F⊥B， F⊥v，即 F 垂直于 B 和 v 所决定的平面。 3．特点 洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎 样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功， 它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。
球上的生物有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线
粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )
A．向东偏转
B．向南偏转
C．向西偏转
D．向北偏转
解析：赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线
粒子竖直向下运动时，根据左手定则可以确定，它受到水平
向东的洛伦兹力，故它向东偏转。A 正确。 答案：A
洛伦兹力的大小
1．洛伦兹力与安培力的区别和联系
区别
联系
①洛伦兹力是指单个运动
电荷所受到的磁场力，而 安培力是指电流(即大量定 向移动的电荷)所受到的磁 场力
②洛伦兹力永不做功，而 安培力可以做功
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：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 力的方向特点一致，均可用左 手定则进行判断
[典例] 如图 3-5-3 所示，表面粗糙的
斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面
向外、强度为 B 的匀强磁场中。质量为 m、
带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止
图 3-5-3
下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是
()
A．滑块ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与 B 的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下