高中物理：洛伦兹力
洛伦兹力
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．
A．F、B 、v 三者必定均保持垂直 B．F 必定垂直于 B、v，但 B 不一定垂直于 v C．B 必定垂直于 F，但 F 不一定垂直于 v D．v 必定垂直于 F、B，但 F 不一定垂直于 B 【解析】 由左手定则知 F⊥B，F⊥v，但 v 与 B 不一 定垂直，故 B 正确，其余都错． 【答案】 B
2．思考判断 (1)由于电荷有“正、负”之分，故四指指向应为正电荷 运动的方向或负电荷运动的反方向，即等效电流的方向．(√) (2)洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹 力永远不做功．(√) (3)安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力．(×)
3．探究交流 电荷在电场中一定受电场力作用，想一想，电荷在磁场 中也一定受洛伦兹力作用吗？ 【提示】 不一定，因为如果电荷相对于磁场静止(v＝ 0)或电荷的运动方向与磁场方向平行(v∥B)，电荷在磁场中 都不会受洛伦兹力的作用．
图 3－4－1
【解析】 (1)因 v⊥B，所以 F＝qvB，方向与 v 垂直斜 向上．
(2)v 与 B 夹角为 30°，取 v 与 B 垂直的分量， 故 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，故 F＝qvB，方向与 v 垂直斜向上．
1-2洛伦兹力课件(32张PPT)
第1章 安培力与洛伦兹力
(3)三个公式:由 f=Bvqsin
①半径
sin
r= ;
②周期
2π
T=
sin
=
③螺距 d=Tvcos
(sin )2
θ=m
可得
2π
;
2π cos
θ=
。
第1章 安培力与洛伦兹力
带电粒子(不计重力)以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场时的运动轨迹:
期分别为Tp和Tα,已知mα=4mp,qα=2qp,下列选项正确的是(
A
)
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
B.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1
C.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2
D.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1
解析 由洛伦兹力提供向心力 F
4π 2
qvB=m 2 r
(2)半径的确定
①利用半径公式求半径;
②由圆的半径和其他几何边构成直角三角形,利用几何知识求半径。
第1章 安培力与洛伦兹力
本课小结
第1章 安培力与洛伦兹力
当堂检测
1.如图所示是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到
一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(
高中物理 选择性必修第二册
第1章
第
2节洛Βιβλιοθήκη 兹力第1章 安培力与洛伦兹力
学习目标
1.通过实验认识洛伦兹力。
2.能判断洛伦兹力的方向,会计算它的大小。
3.知道洛伦兹力与安培力之间的关系,能推导出洛伦兹力的计算公式。
4.掌握带电粒子在匀强磁场中运动的规律,并能解答有关问题。
【高中物理】关于洛仑兹力的知识点和考点分析
【高中物理】关于洛仑兹力的知识点和考点分析考点分析:带电粒子在磁场中匀速圆周运动，需要掌握基本规律（求圆心、求半径、画轨迹），关键是利用几何知识，求圆心的半径和角度。
考点1.洛仑兹力1.定义：磁场对运动电荷施加的力称为洛伦兹力2、大小：f洛=qvbsinθ,(θ为b与v的夹角)（1）当v⊥ B、 f max=QVB；（2）当v‖B时，f min=0；3、洛仑兹力的方向：由左手定则判断。
小心：①洛仑兹力一定垂直于b和v所决定的平面（因为它由b、v决定）即f洛⊥b且f洛⊥v;但是b与v不一定垂直（因为它们由自身决定）② 四个手指的方向是指正电荷的运动方向或负电荷的相反方向4、特点：洛仑兹力对电荷不做功，它只改变运动电荷速度的方向，不改变速度的大小。
原因：f洛⊥v。
5.洛伦兹力与安培力的关系：F Lo是F an的微观解释，F an是F Lo的宏观体现。
常见考法:可以在各种类型的问题中进行检查。
我们应该能够熟练地使用左手法则来判断洛伦兹力的方向，尤其要注意不同性质带电粒子的受力分析。
通常有一些命题结合了洛伦兹力和电场力的不同特征。
试题可以是选择题或计算题。
它们可以在本检查现场单独展示，也可以结合牛顿运动和圆周运动，重点介绍带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动和洛伦兹力提供的向心力的特性。
考点误区:1.洛伦兹力的方向必须垂直于速度的方向，而电场力的方向不一定与速度的方向有关2.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.3.在解决运动电荷在有界均匀磁场中的运动问题时，我们可以把有界磁场看作无界磁场，这样粒子就可以做一个完整的圆周运动。
解决这个问题的关键是确定粒子圆周运动的中心，制作辅助线，充分利用圆的相关特性、公式定理、圆的对称性等几何知识，如弦的切线角等于中心角的一半，速度的偏转角等于中心角，粒子在磁场中的运动时间与速度方向的偏转角成正比。
高中物理选择性必修件洛伦兹力的应用
在微观尺度上，洛伦兹力可以用来操控微小颗粒和细胞等物体。通过精确控制磁场和电流，可以实现微纳物体的精确 定位、移动和旋转等操作，为生物医学、纳米科技等领域提供新的技术手段。
洛伦兹力在量子计算中的应用
量子计算是一种基于量子力学原理的计算方式，具有超强的计算能力和信息处理能力。在量子计算中， 洛伦兹力可以用来操控量子比特的状态和演化过程，为实现高效、可靠的量子计算提供有力支持。
06
总结回顾与思考题
关键知识点总结回顾
洛伦兹力的定义和性质
洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，其大小与电荷量、 速度、磁感应强度有关，方向遵循左手定则。
洛伦兹力的应用
洛伦兹力在电磁学、粒子物理等领域有广泛应用，如质谱 仪、粒子加速器等。
洛伦兹力与安培力的关系
安培力是洛伦兹力的宏观表现，当导线中电流方向与磁场 方向不平行时，导线受到的安培力实际上是导线中运动电 荷受到的洛伦兹力的合力。
磁约束聚变原理简介
磁约束聚变是利用强磁场将高温等离子体约束在特定空间内，以实现核聚变反应的 一种方法。
在磁约束聚变中，高温等离子体被强磁场约束成环形或球形，以达到高温高压条件 ，从而引发核聚变反应。
磁约束聚变具有清洁、高效、可持续等优点，是未来能源发展的重要方向之一。
环形磁场对等离子体约束效果分析
能量守恒
根据能量守恒定律，电磁感应过程中 系统总能量保持不变。即机械能的减 少等于电能的增加，总能量保持不变 。
03
洛伦兹力在粒子加速器中应用
粒子加速器原理简介
粒子加速器是一种利用电磁场将带电粒子 加速到高能量的装置。
粒子加速器的基本原理是利用电场或磁场 对带电粒子施加力，使其获得动能。
人教版高中物理选修1-1课件洛伦兹力
洛伦兹力
1、定义：运动的电荷在磁场中受到力的作用。
2、洛伦兹力与安培力的关系： 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
思考 洛仑兹力F洛的方向如何确定？
猜想：能不能用左手定则来判定？ 推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向．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． 验证：尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断 运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向．
微观实质
安培力
2、洛伦兹力的方向：左手定则
3、洛伦兹力特点：F⊥vF⊥B 只改变电荷速度方向,永不做功
作业：
步步高：P39课下巩固区1-9题
请欣赏：芬兰拉普兰极光
判断洛伦兹力的方向
左手定则
N
F v
S
课堂练习: 1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的 洛伦兹力的方向.
-q
v F
v
甲
+q
F
-q v
v 丙丁
乙
+q
F垂直纸面向里
F垂直纸面向外
思考
q- V
q-
B
V
B
当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时： F＝0
小结 洛伦兹力与电场力的区别：
1.产生：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的 作用,磁场只对运动电荷才有磁场力的作用
高中物理课件
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2.4磁场对运动电荷的作用
知识回顾
安培力的大小
B,I平行： FA=0 B,I垂直： FA=BIL
判断下图安培力的受力形成的？
电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流（通 电导线）有力的作用，由此你会想到了什么？
高中物理磁场中的洛伦兹力方向与电荷运动
高中物理磁场中的洛伦兹力方向与电荷运动在高中物理的学习中，磁场是一个非常重要的概念，而其中的洛伦兹力更是理解电荷在磁场中运动的关键。
让我们一起来深入探讨一下洛伦兹力方向与电荷运动之间的关系。
要理解洛伦兹力，首先得清楚什么是磁场。
磁场是一种看不见、摸不着，但却真实存在的物质。
它能够对处于其中的运动电荷产生力的作用，这个力就是洛伦兹力。
洛伦兹力的大小由公式 F ＝qvBsinθ 决定，其中 q 表示电荷的电荷量，v 表示电荷的运动速度，B 表示磁感应强度，θ 是电荷运动速度方向与磁感应强度方向的夹角。
从这个公式可以看出，洛伦兹力的大小与电荷量、速度、磁感应强度以及它们之间的夹角都有关系。
那么洛伦兹力的方向是怎样的呢？这就得提到左手定则了。
伸开左手，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（如果是负电荷，四指指向其运动的反方向），那么大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。
当电荷的运动方向与磁场方向平行时，θ ＝ 0°或 180°，sinθ ＝ 0，此时洛伦兹力为零，电荷做匀速直线运动。
而当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，θ ＝ 90°，sinθ ＝ 1，洛伦兹力最大，电荷在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动。
举个例子来说，如果一个带正电的粒子以垂直于磁场的方向进入磁场，根据左手定则可以判断出洛伦兹力的方向。
假设洛伦兹力方向向上，那么粒子就会向上偏转。
在这个过程中，洛伦兹力始终与粒子的运动方向垂直，只改变粒子的运动方向，不改变其速度大小。
再来深入思考一下，如果有多个电荷以不同的方向和速度进入磁场，它们所受到的洛伦兹力会各不相同，运动轨迹也会千差万别。
比如一些电荷可能会做螺旋线运动，这是因为它们的初速度方向既不平行也不垂直于磁场方向。
在实际应用中，洛伦兹力有着广泛的用途。
比如，电视机中的显像管就是利用了洛伦兹力来控制电子束的偏转，从而在屏幕上显示出图像。
了解了洛伦兹力方向与电荷运动的关系，对于我们解决很多物理问题都有很大的帮助。
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
高中物理选择性必修件洛伦兹力
结构
回旋加速器主要由两个D形金属盒、高频 交流电源、磁体等部分组成。其中，两个 D形金属盒分别与交流电源的两极相连， 形成加速电场；磁体则提供匀强磁场，使 带电粒子在其中做匀速圆周运动。
04 洛伦兹力在电磁 感应中作用
法拉第电磁感应定律内容及应用
法拉第电磁感应定律内容
当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，感应电动势的大小与穿 过回路的磁通量对时间的变化率成正比。
右手定则
伸开右手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感 线从掌心进入，拇指指向导体运动的方向，四指所指的方向 就是感应电流的方向。
洛伦兹力与安培力关系
联系
洛伦兹力和安培力之间的联系是它们都是磁场对运动电荷的作用力。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。
区别
安培力是通电导线在磁场中受到的作用力，而洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到 的作用力。安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，而洛伦兹力的 方向只跟磁场方向垂直，跟速度方向不一定垂直。
4. 通过示波器观察带 电粒子在回旋加速器 中的运动轨迹和速度 变化。
THANKS
感谢观看
观察阴极射线管中电子束偏转实验
01
3. 改变磁场方向或强度，观察电 子束偏转的变化。
02
4. 记录实验数据，分析实验结果 。
测量电子比荷实验设计思路
实验目的
通过测量电子在电场和磁场中的偏转情况，计算电子的 比荷。
实验器材
阴极射线管、亥姆霍兹线圈、电源、电流表、电压表、 测量尺等。
测量电子比荷实验设计思路
洛伦兹力使带电粒子偏转
1 2
带电粒子在磁场中偏转
当带电粒子以一定速度进入磁场时，会受到洛伦 兹力的作用而发生偏转。
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高中物理：洛伦兹力
1．洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功．
(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．
(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
2．洛伦兹力与安培力的联系及区别
(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力．
(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
例1图7中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()
图7
A．向上B．向下
C．向左D．向右
①大小相同的电流；②向外运动．
答案B
解析根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得O点处的磁场向左，再根据左手定则判断带电粒子受到的洛伦兹力向下．
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