高考物理一轮复习第37讲磁场对运动电荷的作用精品PPT课件
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2020高考物理专题复习磁场对运动电荷的作用PPT课件
图25-7
考点探究
[答案] AD
[解析] 根据左手定则,正粒子在匀强磁场中将沿逆时针 方向转动,由轨道半径 r=10 cm 画出粒子的两种临界运 动轨迹,如图所示,则 OO1=O1A=OO2=O2C=O2E=10 cm, 由几何知识求得 AB=BC=8 cm,OE=16 cm,选项 A、D 正确,选项 B、C 错误.
图25-8
考点探究
[答案] D [解析] 电子带负电,进入磁场后,根据左手定则判断可知, 所受的洛伦兹力方向向左,电子将向左偏转,如图所
示,A 错误;由几何知识得,电子打在 MN 上的点与 O'点的距离为 x=r- ������2-������2
=2d- (2������)2-������2=(2- 3)d,故 B、C 错误;设轨迹对应的圆心角为 θ,由几何知识
考点探究
考向二 洛伦兹力与电场力的比较
产生条件 大小
力方向与场 方向的关系
做功情况
作用效果
洛伦兹力
电场力
v≠0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱv不与B平行
电荷处在电场中
F=qvB(v⊥B)
F=qE
F⊥B,F⊥v
正电荷受力与电场方向相同,负电 荷受力与电场方向相反
任何情况下都不做功 可能做功,也可能不做功
只改变电荷的速度方向, 既可以改变电荷的速度大小,也可
考点探究
例 1 如图 25-1 所示,在竖直绝缘的平台上,将一个带正电的小球以水平速度 v0 抛出,
落在地面上的 A 点.若加一垂直于纸面向里的匀强磁场,则小球的落点 ( )
A.仍在 A 点
B.在 A 点左侧
C.在 A 点右侧 D.无法确定
图25-1
考点探究
[答案] C
考点探究
[答案] AD
[解析] 根据左手定则,正粒子在匀强磁场中将沿逆时针 方向转动,由轨道半径 r=10 cm 画出粒子的两种临界运 动轨迹,如图所示,则 OO1=O1A=OO2=O2C=O2E=10 cm, 由几何知识求得 AB=BC=8 cm,OE=16 cm,选项 A、D 正确,选项 B、C 错误.
图25-8
考点探究
[答案] D [解析] 电子带负电,进入磁场后,根据左手定则判断可知, 所受的洛伦兹力方向向左,电子将向左偏转,如图所
示,A 错误;由几何知识得,电子打在 MN 上的点与 O'点的距离为 x=r- ������2-������2
=2d- (2������)2-������2=(2- 3)d,故 B、C 错误;设轨迹对应的圆心角为 θ,由几何知识
考点探究
考向二 洛伦兹力与电场力的比较
产生条件 大小
力方向与场 方向的关系
做功情况
作用效果
洛伦兹力
电场力
v≠0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱv不与B平行
电荷处在电场中
F=qvB(v⊥B)
F=qE
F⊥B,F⊥v
正电荷受力与电场方向相同,负电 荷受力与电场方向相反
任何情况下都不做功 可能做功,也可能不做功
只改变电荷的速度方向, 既可以改变电荷的速度大小,也可
考点探究
例 1 如图 25-1 所示,在竖直绝缘的平台上,将一个带正电的小球以水平速度 v0 抛出,
落在地面上的 A 点.若加一垂直于纸面向里的匀强磁场,则小球的落点 ( )
A.仍在 A 点
B.在 A 点左侧
C.在 A 点右侧 D.无法确定
图25-1
考点探究
[答案] C
磁场对运动电荷的作用 课件 (共19张PPT)
(1)电子在磁场中运动轨迹的半R； (2)电子在磁场中运动的时间t； (3)圆形磁场区域的半径r.
分析：这道题目是m 、v、 q、B 全知道典型例题，直接 由已知条件求出R,然后求几何条件。
解析： (1)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 mv2 e vB设电子做匀速圆周运动的周期为 ＝ (2) R 解得 R＝
mv0 B. qR 3mv0 D. qR
解析：由轨迹的对称性可知，粒子沿 半径方向进入磁场， 必沿半径方向射出磁 场，根据几何关系，粒子做匀速圆周运动 m v2 的半径 r＝ 3R，根据 qvB＝ r ，得 B＝ 3m v 0 ，故 A 正确． 3qR
答案：A
2、如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度 为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里 。P为屏上的一个小孔。PC与MN垂直。一群 质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力) ，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方 向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B 垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范 围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度 为多少？
则 T＝ 2πR 2πm ＝ m v eB v T，
由如图所示的几何关系得圆心角 α＝θ， 所以 t＝ α mθ T＝ . 2π eB θ r ＝ ， 2系可知，tan 所以 r＝ mv θ tan . eB 2
类型题二、 m 、v、 q、B 不全知道典型解题思路
【典例 3】 (2013· 全国新课标Ⅰ，18)如图半径为 R 的圆是一
• 3．洛伦兹力的大小（洛伦兹力的公式 考纲要求 Ⅱ) 0 • (1)v∥B时，洛伦兹力F＝___.( θ＝ 0°或180°) qvB • (2)v⊥B时，洛伦兹力F＝_____ .(θ＝ 90°) 0 • (3)v＝0时，洛伦兹力F＝____.
分析：这道题目是m 、v、 q、B 全知道典型例题，直接 由已知条件求出R,然后求几何条件。
解析： (1)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 mv2 e vB设电子做匀速圆周运动的周期为 ＝ (2) R 解得 R＝
mv0 B. qR 3mv0 D. qR
解析：由轨迹的对称性可知，粒子沿 半径方向进入磁场， 必沿半径方向射出磁 场，根据几何关系，粒子做匀速圆周运动 m v2 的半径 r＝ 3R，根据 qvB＝ r ，得 B＝ 3m v 0 ，故 A 正确． 3qR
答案：A
2、如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度 为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里 。P为屏上的一个小孔。PC与MN垂直。一群 质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力) ，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方 向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B 垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范 围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度 为多少？
则 T＝ 2πR 2πm ＝ m v eB v T，
由如图所示的几何关系得圆心角 α＝θ， 所以 t＝ α mθ T＝ . 2π eB θ r ＝ ， 2系可知，tan 所以 r＝ mv θ tan . eB 2
类型题二、 m 、v、 q、B 不全知道典型解题思路
【典例 3】 (2013· 全国新课标Ⅰ，18)如图半径为 R 的圆是一
• 3．洛伦兹力的大小（洛伦兹力的公式 考纲要求 Ⅱ) 0 • (1)v∥B时，洛伦兹力F＝___.( θ＝ 0°或180°) qvB • (2)v⊥B时，洛伦兹力F＝_____ .(θ＝ 90°) 0 • (3)v＝0时，洛伦兹力F＝____.
最新届高三一轮复习-磁场对运动电荷的作用ppt课件
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3．洛伦兹力的大小
(1)ν∥B时，洛伦兹力F＝_0_．(θ
＝0°或180°)
(2)ν⊥B时，洛伦兹力F＝
_q_v_B_．(θ＝90°) (3)ν＝0时，洛伦兹力F＝__0_．
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②平行边界：存在临界条件，如图8－2－10所示．
图8－2－10
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③圆形边界：沿径向射入必沿径向射出，如图8－2－11所示．
图8－2－11
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mv2 根据牛顿第二定律得关系式 qvB＝__r___． 由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒 子质量、比荷．
r＝__B1____2_mq_U___，m＝_q_2r_2U_B_2___，mq ＝_B_2_2U_r2__．
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2．回旋加速器
(1)构造：如图8－2－3所示，D1、D2是 半圆金属盒，D形盒的缝隙处接交流电
(1)分析磁场的边界条件，结合粒子进出磁场的条件画出 带电粒子运动轨迹，确定圆心．根据几何关系求解半 径、圆心角等． (2)根据洛伦兹力提供向心力建立动力学方程，分析已知 量和未知量的关系． (3)求解未知量，并进行必要的分析验证．
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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．
磁场对电流和运动电荷的作用PPT教学课件
本章优化总结
知识网络构建
本
章
优 化
专题归纳整合
总
结
章末综合检测
知识网络构建
专题归纳整合
关于安培力作用下导体的平衡问题
1．要正确地对通电导体进行受力分析，特别是安 培力的方向，牢记安培力的方向既和B垂直又和I垂 直． 2．由于B、I、L的方向关系涉及三维的立体空间， 为便于分析，要选择合理的角度，将立体图转化为 平面图(俯视图、剖视图、侧视图等)．在平面图中 要突出B、I的方向，然后根据左手定则进一步确定 安培力的方向．处理物体受力的方法仍为直接合成 法和正交分解法．
图6－1
【精讲精析】 如图6－2甲、乙所示是电流 最大和最小两种情况下杆ab的受力情况，根
据图甲列式如下： F1－mgsinθ－f1＝0，N－mgcosθ＝0，f1＝μN， F1＝BImaxd，解上述方程得：Imax＝0.46 A； 根据图乙列式如下： F2＋f2－mgsinθ＝0，N－mgcosθ＝0，f2＝μN， F2＝BImind，解上述方程得Imin＝0.14 A， 因此电流范围是0.14 A≤I≤0.46 A.
at＝
L av0
飞出电场时，速度偏转角的正切为
tanθ＝vvy0＝2UU21Ld ＝
1 3
解得 θ＝30°.
(3)进入磁场时微粒的速度是 v＝covs0θ，带电微粒 在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心
力． qvB＝mvr 2 解得 r＝4×10－2 m 转过的圆心角 θ＝43π. 带电微粒在磁场中的周期 T＝2qπBm
例1 质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾 角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽 度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝ 0.4，磁感应强度B＝2 T的匀强磁场与导轨平 面垂直且方向向下，如图6－1所示．现调节 滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不 动，通过ab杆的电流范围．
知识网络构建
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总
结
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关于安培力作用下导体的平衡问题
1．要正确地对通电导体进行受力分析，特别是安 培力的方向，牢记安培力的方向既和B垂直又和I垂 直． 2．由于B、I、L的方向关系涉及三维的立体空间， 为便于分析，要选择合理的角度，将立体图转化为 平面图(俯视图、剖视图、侧视图等)．在平面图中 要突出B、I的方向，然后根据左手定则进一步确定 安培力的方向．处理物体受力的方法仍为直接合成 法和正交分解法．
图6－1
【精讲精析】 如图6－2甲、乙所示是电流 最大和最小两种情况下杆ab的受力情况，根
据图甲列式如下： F1－mgsinθ－f1＝0，N－mgcosθ＝0，f1＝μN， F1＝BImaxd，解上述方程得：Imax＝0.46 A； 根据图乙列式如下： F2＋f2－mgsinθ＝0，N－mgcosθ＝0，f2＝μN， F2＝BImind，解上述方程得Imin＝0.14 A， 因此电流范围是0.14 A≤I≤0.46 A.
at＝
L av0
飞出电场时，速度偏转角的正切为
tanθ＝vvy0＝2UU21Ld ＝
1 3
解得 θ＝30°.
(3)进入磁场时微粒的速度是 v＝covs0θ，带电微粒 在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心
力． qvB＝mvr 2 解得 r＝4×10－2 m 转过的圆心角 θ＝43π. 带电微粒在磁场中的周期 T＝2qπBm
例1 质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾 角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽 度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝ 0.4，磁感应强度B＝2 T的匀强磁场与导轨平 面垂直且方向向下，如图6－1所示．现调节 滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不 动，通过ab杆的电流范围．
高考物理新课标一轮复习课件磁场对运动电荷的作用
带电粒子在复合场中运动分
04
析
重力、电场力和洛伦兹力共同作用下带电粒子运动情况
01 运动轨迹
在重力、电场力和洛伦兹力的共同作用下，带电 粒子的运动轨迹通常呈现复杂的曲线形状。
02 速度变化
由于洛伦兹力的存在，带电粒子的速度大小和方 向都会发生变化。
03 受力分析
需要对带电粒子进行受力分析，明确各个力的方 向和大小，以便更好地理解其运动情况。
02
螺旋运动
当带电粒子与磁场有一定夹角射入时，粒子在洛 伦兹力作用下做螺旋运动。
非均匀磁场对运动电荷影响
01 运动轨迹变化
非均匀磁场中，磁感应强度的大小或方向发生变 化，导致带电粒子所受洛伦兹力变化，从而使粒 子的运动轨迹发生变化。
02 速度变化
非均匀磁场对运动电荷的作用力可能导致粒子速 度大小或方向的变化。
高考物理新课标一轮
复习课件磁场对运动
电荷的作用
汇报人：XX
20XX-01-17
目录
• 磁场基本概念与性质 • 运动电荷在磁场中受力分析 • 洛伦兹力与安培力关系探讨 • 带电粒子在复合场中运动分析 • 实验：观察和研究洛伦兹力对运动
电荷影响 • 总结与提高：深化对磁场对运动电
荷作用理解
01
磁场基本概念与性质
两者在实际问题中应用举例
洛伦兹力应用举例
质谱仪、回旋加速器等利用洛伦兹力 使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周 运动，从而实现对粒子的加速和分离 。
安培力应用举例
电动机、电磁炮等利用安培力使通电 导线在磁场中受到力的作用，从而实 现电能向机械能的转化。同时，安培 力也是电磁感应现象中产生感应电流 的条件之一。
03 能量变化
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( )
高三物理一轮复习 磁场课件
磁场对通电导线的作用力
安培力
安培力是指磁场对通电导线的吸引力或排斥力，其大小与电流强度、导线长度和磁场强度有 关。
安培力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，让大拇指与其余四指垂直，并处于同一平 面内，将左手放入磁场中，让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向即为 安培力的方向。
安培力在生产生活中有广泛的应用，如电动机、发电机等。
描述磁场强弱和方向的物 理量，用符号B表示。
定义
在磁场中垂直于磁场方向 的通电导线中受到的安培 力与电流和导线长度乘积 的比值。
单位
特斯拉（T），国际单位 制中的基本单位。
磁感线的概念
STEP 01
磁感线
STEP 02
特点
描述磁场分布的闭合曲线， 曲线上每一点的切线方向 表示该点的磁场方向。
STEP 03
带电粒子在磁场中的速度选择器
速度选择器是一种特殊装置， 能够将速度为某一特定值的带 电粒子筛选出来。
在速度选择器中，电场和磁场 共同作用，使得只有满足$qE = qvB$的带数器等领域有广泛应用。
磁感应强度与磁感线
磁感应强度的定义
磁感应强度
详细描述
磁场是一种传递磁力的媒介，它对处于其中的磁体或电流产生力的作用。这种 力是相互作用的，即磁场会对处于其中的每一个磁体或电流产生力的作用，而 每一个磁体或电流也会对磁场产生反作用力。
磁场的方向
总结词
磁场的方向是指磁场中某一点处磁力线的指向，它可以用小磁针的北极指向来表示。
详细描述
磁场中某一点处的磁场方向是指该点处磁力线的指向，即在该点处放置一个小磁针时，小磁针北极所指的方向就 是该点处磁场的方向。由于磁场是一种矢量场，因此不同点处的磁场方向可能是不同的。在三维空间中，磁场方 向可以用三维向量来表示。
【人教版】高中物理选修1-1：《磁场对运动电荷的作用》精品ppt课件
第四节
磁场对运动电荷 的作用
1
一、磁场对运动电荷的作用—洛仑兹力
1.洛仑兹力
v
仑兹电力量：为fLq电q荷v 在 B磁 场中受到的洛 q
B
大小: fL qvBsin
方向:
q
0,
f L
//
v
B
fL
q 0,
垂直由 v
fL //(v) B 和 B 构成的平面。
dF
B
1.内容
安培定 律：一个电流元在磁场中所受磁场力为电流
元 Id l与磁感应强度 B的矢量积。
用矢量式表示： dF Idl B
大小：dF IdlBsin
dF
B
Id l
方向：从
Idl右 旋到B ，大拇指指向
dF 垂直由Idl和 B 构成的平面。7Βιβλιοθήκη 平行放置另一长为L的载流直导线
I2 ,两根导线相距为 a，求导线 I2
所受到的安培力。
解：由于电流 I2 上各点到电流 I1
I1
距离相同，I2 各点处的 B 相同，
I2 受到的安培力方向如图所示，
F
I2 L a
B1
安培力大小：F I 2LB 1 sin
其中
B1
0I1 , 2a
在 B’ 中作圆周运动的轨道半
径为：R mv qB '
(2)同位素
EB
-
-Fe
+
fL+
速 度 选 择
-
v +器
有相同的质子数和电子数，
磁场对运动电荷 的作用
1
一、磁场对运动电荷的作用—洛仑兹力
1.洛仑兹力
v
仑兹电力量：为fLq电q荷v 在 B磁 场中受到的洛 q
B
大小: fL qvBsin
方向:
q
0,
f L
//
v
B
fL
q 0,
垂直由 v
fL //(v) B 和 B 构成的平面。
dF
B
1.内容
安培定 律：一个电流元在磁场中所受磁场力为电流
元 Id l与磁感应强度 B的矢量积。
用矢量式表示： dF Idl B
大小：dF IdlBsin
dF
B
Id l
方向：从
Idl右 旋到B ，大拇指指向
dF 垂直由Idl和 B 构成的平面。7Βιβλιοθήκη 平行放置另一长为L的载流直导线
I2 ,两根导线相距为 a，求导线 I2
所受到的安培力。
解：由于电流 I2 上各点到电流 I1
I1
距离相同，I2 各点处的 B 相同，
I2 受到的安培力方向如图所示，
F
I2 L a
B1
安培力大小：F I 2LB 1 sin
其中
B1
0I1 , 2a
在 B’ 中作圆周运动的轨道半
径为：R mv qB '
(2)同位素
EB
-
-Fe
+
fL+
速 度 选 择
-
v +器
有相同的质子数和电子数，
高二物理课件《磁场对运动电荷的作用力》课件
美丽的极光只出现在地球的两极
一、回顾复习：
1、安培力： 磁场对通电导线（电流）的作用力
方向的判断： 左手定则 大小的计算： F BIL
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提ห้องสมุดไป่ตู้问题：
安培力是怎样形成？从微观角度安培力本质是什么？ 2、电流是如何形成的？ 电流是由电荷的定向移动形成的 3、由此经过科学推理你可以大胆猜想到—— 磁场对通电导线的安培力产生原因是磁场（可
四、应用：
1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用： 从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有 高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带 来危害，图为地磁场的分布图，地磁场对直射地球 的宇宙射线的阻挡作用在赤道和两极哪里强？
地磁场对直射地球的宇 宙射线的阻挡作用在赤道附 近最强，两极地区最弱
思考：你能解释为什么极光 只在两极出现吗？
三、应用： 1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用： 2、电视显像管的工作原理
洛伦兹力和电场力的区别： 1.电荷在电场中一定受到电场力的作用； 而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力作用，只有相 对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才 受磁场力作用。 2.大小：F电＝Eq,F洛=Bqvsinθ。
3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向； 而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又 垂直于运动方向。 4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动 除外）；而电荷在磁场中运动时，洛伦兹力一定不 会对电荷做功。
例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。
例2、摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆 动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q， 质量为m，磁感应强度为B，当小球从最高处摆 到最低处时，摆线上拉力F拉多大？
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第37讲 │ 考点整合
二、带电粒子在磁场中(不计重力)的运动 1.如果 v∥B，带电粒子做平行于磁感线的匀 __速 __直 __线 __运动．
2.如果 v⊥B 且磁场为匀强磁场，带电粒子在垂直于磁场方向的
平面内以入射速率 v 做_匀__速__圆__周_运动，洛伦兹力提供带电粒子做 _圆__周___运动所需的__向__心__力，由牛顿第二定律 qvB＝mvR2，带电粒
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一、洛伦兹力 1.定义：磁场对_运__动___电荷的作用力．
2.大小：当 v⊥B 时，f＝__B_q_v__；当 v∥B 时，f＝__0____. 3.方向：用_左__手___定则来判断． 定则：与判断安培力方向是一致的，大拇指所指的方向就是运动电 荷(电流)所受洛伦兹力的方向． 4. 实 质 ： 通 电 导 体 所 受 的 安 培 力 是 导 体 内 所 有 运 动 电 荷 所 受 的 洛__伦__兹__力__的合力．
mv
2πm
子运动的轨道半径 R＝__q_B___，运动的周期 T＝__q_B___，若粒子轨
θ 迹对应的圆心角为 θ(以弧度为单位)，则其运动时间为 t＝__2_π_T__.
3.若 v⊥B 且磁场为非匀强磁场，带电粒子在垂直于磁场方向的
平面内以入射速率 v 做匀速率曲线运动，半径随磁感应强度的变小
而变__大____．
(3)安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛 伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可 做负功，也可不做功．
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第37讲 │ 要点探究
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例 1 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的 作用．下列表述正确的是( )
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第37讲 │ 要点探究 要点探究
► 探究点一 洛伦兹力的特点与带电粒子在磁场中的轨迹
1.洛伦兹力的方向：由左手定则知，洛伦兹力的方向既垂直于电 荷运动的方向(速度的方向)，也垂直于磁场方向．
2.洛伦兹力的特点：由于洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所 以洛伦兹力具有永远不做功的特点．在应用动能定理、能量守恒定律 时要尤其注意这一点．
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第37讲 磁场对运动电荷的作用
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第37讲 │ 编读互动 编读互动
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1．本讲要求会利用左手定则判断洛伦兹力的方向，明确安培 力是导体中大量带电粒子受到的洛伦兹力的宏观表现，掌握洛伦兹 力对带电粒子不做功的特点，能结合几何知识确定带电粒子在匀强 磁场中运动的圆心和半径，熟练求解带电粒子在磁场中运动的速 度、时间等实际问题．
2．本讲教学可以按下面的思路安排： (1)通过例 1 及变式题熟悉洛伦兹力不做功的特点． (2)通过例 2 及变式题掌握确定带电粒子在磁场中做匀速圆周 运动的圆心、半径的方法．
(3)通过例 3 及变式题掌握带电粒子在磁场中的圆周运动在回 旋加速器中的应用.
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第37讲 │ 考点整合 考点整合
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第37讲 │ 要点探究
如图 37－1 所示，设有一段长度为 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， 定向移动的平均速度为 v，垂直于磁场方向放入磁感应强度为 B 的 磁场中．导线中的电流为 I＝NqvS.导线所受安培力 F 安＝ILB＝ NqvSLB.这段导线中含有的运动电荷数为 NLS,所以 F 洛＝NFL安S＝qvB.
3.洛伦兹力是一种性质力，可能是恒力也可能是变力．带电粒子 在匀强磁场中受其他力的束缚做匀速直线运动时，洛伦兹力为恒力．
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第37讲 │ 要点探究
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4.带电粒子在磁场中的运动 因洛伦兹力的方向总与速度的方向垂直，根据曲线运动的条 件，在仅受洛伦兹力作用的情况下，带电粒子将做曲线运动，洛伦 兹力的作用效果只是改变带电粒子的运动方向． 由于带电粒子受到的洛伦兹力不做功，根据动能定理知带电粒 子的速率不变，所以带电粒子在洛伦兹力作用下的运动可能是匀速 圆周运动(v⊥B、匀强磁场)或其他形式的匀速率曲线运动．如果带 电粒子的运动方向与磁场方向平行，则带电粒子不受洛伦兹力作 用，带电粒子做匀速直线运动．
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5.电场力与洛伦兹力的比较
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第37讲 │ 要点探究
A.洛伦兹力对带电粒子做功 B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C.洛伦兹力的大小与速度无关 D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
图 37－1
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例1 B [解析] 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做 功，A 错，B 对．根据 F＝qvB，可知洛伦兹力的大小与速度 有关．洛伦兹力的作用效果就是改变物体的运动方向，不改变 速度的大小．
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6.洛伦兹力与安培力的比较 (1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的作用力，安培力 是整个通电导体在磁场中受到的作用力，安培力是导体中所有形 成电流的定向移动的电荷受到的洛伦兹力的宏观表现． (2)由安培力公式 F 安＝BIL 推导洛伦兹力表达式(磁场与导线 方向垂直)
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第37讲 │ 要点探究
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[点评] 带电粒子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动时， 受到洛伦兹力的方向时刻与速度方向垂直，充当粒子做匀速 圆周运动的向心力，只改变速度方向，不改变速度大小，例 1 重点考查了洛伦兹力不做功的特点，下面的变式题则还考 查了如何用左手定则判断洛伦兹力的方向．