磁场对运动电荷的作用力6PPT教学课件

磁场对运动电荷的作用

洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到的作用力. 安培力是洛伦兹力的宏观表现。
二、洛伦兹力的方向
Ⅰ
F+
甲
v
—
v
Ⅰ
F
乙
洛伦兹力方向判定方法：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线从掌心进入，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向．（1）对于正电荷四指指向电流方向即指向正电荷的运动方向．（2）对于负电荷四指指向电流方向即指向负电荷运动的反方向．
判断下图中所示的带电粒子刚进入磁Байду номын сангаас时所受的洛伦兹力的方向
垂直纸面向里
垂直纸面向外
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）通电导线中的电流;（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.
演示：阴极射线在磁场中的偏转
电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。结论：磁场对运动电荷有作用。
思考与讨论（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功

磁场的复习解读PPT课件.ppt

２．水平分量从南到北，竖直分量北
半球垂直地面向下，南半球垂直地面
向上；
３．赤道平面，距离地面高度相等的
点Ｂ的大小2和005方年向12月相2日同．
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7、磁感应强度
描述磁场的强弱与方向的物理量
⑴定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。
⑵表达式： B F IL
单位：特斯拉（T）
⑶矢量：方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向
2005年12月2日
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⑴电流磁场方向的判断
★在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（） A．C 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N 极靠近小磁针
B．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S 极靠近小磁针
◆分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索：
⑴力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。
⑵功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做功的特点。
多少时，可使金属棒静止在导轨上。
★如图所示，两根平行光滑轨道水平放置，
相互间隔d=0.1m，质量为m=3g的金属棒置于轨道一端.匀强磁场B=0.1T，方向竖直向下，轨道平面距地面高度h=0.8m，当接通开关S时，金属棒由于受磁场力作用而被水平抛出，落地点水平距离s=2m，求接通S瞬
间，通过金属棒的电量.
视图），则线圈截面上张力大小为：（）
CA．2BIr C．BIr
B．0.5BIr
D．不能求解

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件第1章安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力 (2)

左手定则知,阴极射线将向下偏转,故B选项正确。
二、洛伦兹力的大小
1.安培力与洛伦兹力的关系
电荷定向移动时所受洛伦兹力的
矢量和
,在宏观上表现为通电导线
在磁场中受到的安培力。
2.电荷在磁场中受到洛伦兹力需要满足的条件
只有电荷的运动方向与磁场方向有一定夹角
时才会受到洛伦兹力。
3.洛伦兹力的计算公式
F= qvBsin θ ,其中q为电荷的电荷量,单位为库仑(C);v为电荷运动的速度,
(2)运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的磁感应强度一定为零。
(
答案 ×
解析若运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则可能是电荷的运动方向
与磁场的方向平行,也可能是磁感应强度为零。
)
(3)两运动电荷在同一磁场中运动的速度大小相同,所受洛伦兹力不一定相
同。(
答案 √
)
即学即用练一练
下列说法正确的是(
图(2)
图(3)
获取信息
由左手定则判断方向
v与B垂直
v与B的夹角为30°
v与B平行
考题点睛
考点考向点睛
规律:洛伦兹力计算公式的应用
方法:找准速度方向和磁场方向的关系,应用公式计算洛伦兹力
洛伦兹力
的大小
的大小
易错:速度方向与磁场方向不垂直时需对速度或磁感应强度进
行分解
针对训练2
一初速度为零的质子,质量m=1.67×10-27 kg,电荷量q=1.6×10-19 C,经过电
单位为米每秒(m/s);B为磁场的磁感应强度,单位为特斯拉(T);θ为电荷运动
的方向与磁感应强度方向的夹角。
夹角大小影响洛伦兹力大小
易错辨析判一判

高中物理第一章安培力与洛伦兹力2磁场对运动电荷的作用力课件选择性必修第二册

课堂达标检测
1．(2020·辽宁省盘锦市高二上学期期末)示波管中，电子束的偏转既可用电偏转也可用磁偏转技术实现。电子束经过电压为U的电场加速后，进入匀强电场或匀强磁场区，如图所示(虚线框内为电场或磁场区)。当不加电场或磁场时，电子束将打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到M点正上方的P点，所加的偏转电场或磁场方向可能是 ( B )
解析：由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上。则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误。故选B。
对点训练 1．(2020·陕西省西安中学高二上学期期末)下面四幅图表示了磁感
向。
(× )
(4)电视显像管是靠磁场使电子束发生偏转的。
(√)
(5)电荷垂直磁场运动时所受洛伦兹力最小，平行磁场运动时所受洛
伦兹力最大。
(× )
『选一选』 (多选)下列说法正确的是
( BD )
解析：所有电荷在电场中都要受到电场力的作用，正电荷受力的方向沿电场强度的方向，故A错，B对；运动电荷在磁场中沿平行于磁场的方向运动，不受磁场力的作用，C错；静止电荷在磁场中不受磁场力的作用，D对。
典例剖析典例2 在下图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带
电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向。
思路引导：应用左手定则判断洛伦兹力的方向，根据公式F＝qvB 求洛伦兹力的大小。在计算洛伦兹力的大小时，要注意v应取与B垂直的分量。
解析：(1)因 v⊥B，所以 F＝qvB，方向与 v 垂直斜向左上。 (2)v 与 B 夹角为 30°，取 v 与 B 垂直分量，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 垂直斜向左上。答案：(1)qvB 垂直 v 向左上方 (2)12qvB 垂直纸面向里 (3)不受洛伦兹力 (4)qvB 垂直 v 向左上方

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

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件第1章安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力

在发光。
【要点提示】电子束的磁偏转就是通过改变偏转线圈中电流的大小和方
向来改变线圈产生磁场的强弱和方向,进而改变电子所受洛伦兹力的大小
和方向来实现的。
情境链接
太阳风暴爆发时会喷射大量的高能带电粒子流和等离子体,释放的物质和
能量到达近地空间,可引起地球磁层、电离层、中高层大气等地球空间环
境强烈扰动,从而影响卫星通信。
地球的地磁场相当于给地球撑起了一把保护伞,带电粒子进入地磁场后会
受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力对带电粒子运动的速度有何影响?
提示洛伦兹力只改变粒子运动速度的方向,不改变粒子运动速度的大小。
教材拓展
阅读教材第10页思考与讨论,考虑电子的运动轨迹向哪偏转由什么决定?
电子运动轨迹的弯曲程度由什么决定?
提示电子向哪偏转由其所受洛伦兹力的方向决定,弯曲程度由其所受洛伦
达b点,此时滑块恰好对斜面无压力。重力加速度为g,关于滑块自a点运动
到b点的过程,下列说法正确的是( B )
A.滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用
B.滑块在 b 点受到的洛伦兹力大小为 qB 2ℎ
C.洛伦兹力做正功
D.滑块的机械能增大
解析滑块在 a 点处于静止状态,在 a 点不受洛伦兹力作用,故 A 错误;滑块自
a 点运动到 b 点的过程中,洛伦兹力不做功,支持力不做功,滑块机械能守恒,由
1
机械能守恒定律得 mgh=2mv2,解得 v=
2ℎ,则滑块在 b 点受到的洛伦兹力为
F=qBv=qB 2ℎ,故 B 正确,C、D 错误。
探究点三
洛伦兹力与现代科技
导学探究
在两平行金属板间,有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒

2025版高考物理大一轮复习课件第十一章安培力与洛伦兹力第2讲磁场对运动电荷的作用

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考点一考点二考点三考点四素养培优10 限时＋2L－R2＝R2，解得 R＝54L，联立可得 v＝qmBR ＝54qmBL，故选 B。
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考点一考点二考点三考点四素养培优10 限时规范训练
维度2 平行边界问题粒子进出平行边界匀强磁场时存在临界条件(如图所示)。
(a)
(b)
(c)
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考点一考点二考点三考点四素养培优10 限时规范训练
例 2 如图所示，平行边界区域内存在匀强磁场，比荷相同的带电粒子a和b依次从O点垂直于磁场的左边界射入，经磁场偏转后从右边界射出，带电粒子a和b射出磁场时与磁场右边界的夹角分别为30°和60°。不计粒子的重力，下列判断正确的是( B )
维度3 圆形边界问题
带电粒子在圆形边界的磁场中运动的两个特点
(1)若粒子射入磁场时速度方向与入射点对应半径夹角为θ，则粒子射
出磁场时速度方向与出射点对应半径夹角一定也为θ，如图甲所示。
(2)若粒子沿着边界圆的某一半径方向射入磁场，则粒子一定沿着另
一半径方向射出磁场(或者说粒子射出磁场的速度的反向延长线一定过磁
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考点一考点二考点三考点四素养培优10 限时规范训练
4.(洛伦兹力作用下带电体的运动)如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动。下列说法中正确的是( C )
D 运动电荷速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，此时磁感应强度不为零；洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变带电粒子的速度大小；洛伦兹力对带电粒子不做功。故D正确。

物理课件·洛伦兹力

磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力
本节重点：
1.带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的规律方法 2.带电粒子在有界磁场中运动时极值问题的求解方法 3.带电粒子在复合场中的圆周运动问题 4.带电粒子在复合场中的直线运动问题 5.带电粒子在复合场中的曲线运动问题 6.带电粒子在复合场中的径迹分析
一.主要知识点
这段导体所受的安培力的表达式是什么？
F安=BIL
电流强度I 的微观表达式是什么？
I = nqSv
这段导体中含有多少自由电荷数？
nLS
-
-
-
-
-
I
-
-
-
每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？根据洛伦兹力与安培力的关系： f洛=F安/N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F
F安 nLS

BIL nLS

BnqvSL nLS
qvB
1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时的规律方法着重把握”一找圆心，二找半径R=mv/Bq，三找周期 T=2πm/Bq“ （1）圆心的确定：因为洛伦兹力f洛指向圆心，根据f洛 ⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场两点）洛伦兹力的方向，两洛伦兹力延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在园中一根弦的中垂线上，再过一点做切线的垂线与中垂线的交点为圆心。
三.洛伦兹力方向的判断 ——左手定则
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，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。四指指向负电荷运动的反方向，拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。

洛伦兹力 ppt课件

运动受到的洛仑兹力f=_q_v_B____
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（3）大小：f qvB sin :v与 B的夹角
①v与B垂直： . . . .
f qvB . . v . f .
－－
② v与B平行：
f 0
v
16
例与练
• 1、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒
qvB mgco3s70 v4m/s
agsi3n076m/s2 × × × ×
s v2 0 4m 2a 3
f ×××× ××××
× × × mg× 26
洛伦兹力与安培力的比较：
6.2 磁场对运动电荷的作用
1
第2节研究洛仑兹力
洛伦兹
荷兰物理学家
H.A.Lorentz （1853-1928）
2
磁场对电流有力的作用吗?
安培力
电流是怎样形成的? 电荷的定向移动
由此推理,你可以提出哪些猜想?
__________________________________
•由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用.
f
10
例与练
• 2、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹力的方向，请画出电荷的运动方向。
v
v垂直纸面向内
11
例与练
• 3、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷的电性。
-
-
12
例与练
• 4、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑兹力的方向，请指出磁铁的极性。

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件第一章安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力

A.电子经过磁场速度增大
D B.偏转磁场的方向水平向右
C.偏转磁场的方向垂直于纸面向里
D.偏转磁场的方向垂直于纸面向外
[解析] 电子经过磁场，洛伦兹力不做功，则动能不变，即速度大小不变，故A错误；
欲使电子束打到荧光屏上的A点，则洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，偏转磁
场的方向垂直于纸面向外，故B、C错误，D正确。
5.洛伦兹力与安培力的关系
分类
洛伦兹力
安培力
单个运动的带电粒子所受到的磁场的作用力通电导线所受到的磁场的作用力
区别
不做功
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本质；联系
（2）方向关系：洛伦兹力与安培力的方向均可用左手定则进行判断
例题1 [2023江苏常州月考]下列各图反映的是带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动的情况，其中正确的是( D )
C.电子将向上偏转，速率变小
D.电子将向下偏转，速率不变
[解析] 根据安培定则可知导线下方磁感应强度方向垂直于纸面向外，再根据左手定则
可知电子将向上偏转，由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变，B正确。
D A.小球的速度相同 B.细线所受的拉力相同 C.小球所受的洛伦兹力相同 D.小球的向心加速ห้องสมุดไป่ตู้相同
续表
物理观念：建立带电粒子在磁场中会做曲线运动的基本观念。科学思维：通过电流微观表达式结合安培力公式综合分析、推导洛伦兹力表达学科式。核心科学探究：通过实验初步认识到带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，并通素养过控制变量法初步认识洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关。科学态度与责任：认识到带电粒子在磁场中的偏转在科技上的应用。

磁场对运动电荷的作用力6PPT教学课件