2018版高中物理第6章磁场对电流和运动电荷的作用第2节磁场对运动电荷的作用学案鲁科版3-1

合集下载

磁场对运动电荷和电流的作用

安培。
三、磁场对载流线圈的作用
1、磁场作用于载流线圈的磁力矩
如图均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOP
MN l2 NO l1
F3 P
F1 BIl2
F2 F1
F3 BIl1 sin(π )
M
F2
I
B
F1
N F4
O en
F4 F3 4
F Fi 0 i 1
M,N
F1
F2 O,P
由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在
宏观上看起来受到了磁场的作用力 .
安培定律磁场对电流元的作用力 dF Idl B
2、安培定律 dF Idl B
dF IdlBsin
意义磁场对电流元作用的力，在数值上等于电流元 Idl 的大小、电流元所在处的磁感强度 B
大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角的正弦
解
CD
f1
I 2bB1
I2b
0 I1
2a
方向向左
D
E
EF
f3
I 2bB3
I2b
0 I1
4a
方向向右
I1 I2 b
CF
f2
2 a
a
I
2dlB1
sin
2
a
2a a
0 I1
2x
I
2dx
0 I1I 2
2
ln
2
C
o
F
x
DE f4 f2 整个线圈所受的合力：F
f1
f2
f3
f4
a
f1
f3
m
v02 R
轨道半径
R mv0 qB
T 2R 2 m

第2节磁场对运动电荷的作用

A.3�� C.
��
��
B.2�� D.
��
��
2��
第九章
命题点一命题点二
第2节
磁场对运动电荷的作用
必备知识关键能力
-18-
命题点三
解析:如图为筒转过90°前后各点位置和粒子运动轨迹示意图。 M、N'分别为入射点和出射点,分别作入射速度的垂线和MN'的中垂线,交点即为轨迹圆的圆心O'。
2π��
�� 2
��
2π��
=
。
第九章
命题点一命题点二
第2节
磁场对运动电荷的作用
必备知识关键能力
-13-
命题点三
2.圆心的确定 (1)已知入射点、入射方向和出射点、出射方向时,可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示)。
。
第九章
知识梳理考点自诊
第2节
磁场对运动电荷的作用
必备知识关键能力
-3-
3.洛伦兹力的大小 F= qvBsin θ ,θ为v与B的夹角,如图所示。
(1)v∥B,θ=0°或180°,洛伦兹力F= 0 。 (2)v⊥B时,θ=90°,洛伦兹力F= qvB 。 (3)v=0时,洛伦兹力F= 0 。
第九章
��磁 12
=
��筒 4
,即
1
12
×
2 π��
= · ,
4 ��

2018年高中物理第6章磁场对电流和运动电荷的作用第2节磁场对运动电荷的作用课件鲁科版选修3_1

二、从安培力到洛伦兹力
运动电荷的作用力． 1．洛伦兹力定义：磁场对__________
2．推导：设有一段长为 l 的通电导线，横截面积为 S，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，电荷定向移动的平均速率为 v，垂直放入磁感应强度为 B 的匀强磁场中．
nqSv ，导 BIl 导线所受安培力 F＝________ ，导线中的电流 I＝________
命题视角 1
洛伦兹力的特点
运动电荷在匀强磁场中受到洛伦兹力，下列关于洛伦兹力方向的说法正确的是( )
A．既与磁场方向垂直，也与电荷运动方向垂直 B．与磁场方向垂直，不与电荷运动方向垂直 C．总是与运动电荷的运动方向垂直，与磁场方向不一定垂直 D．总是与磁场方向垂直，与电荷运动方向不一定垂直
[解析]
2．关于带电粒子所受洛伦兹力 F、磁感应强度 B 和粒子速度 v 三者方向之间的关系，下列说法正确的是( 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、v，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 )
中粒子水平向左运动，(c)中粒子竖直向下运动，(e)中粒子所受洛伦兹力方向垂直于纸面向外． [答案] (a)、 (d)中粒子水平向右运动， (b)中粒子水平向左运动，
(c)中粒子竖直向下运动，(e)中粒子所受洛伦兹力方向垂直于纸面向外
洛伦兹力方向根据左手定则判断，应用时要注意以下三点． (1)洛伦兹力必垂直于 v、B 方向决定的平面． (2)v 与 B 不一定垂直，当不垂直时，磁感线不再垂直穿入手心． (3)当运动电荷带负电荷时，四指应指向其运动方向的反方向．

高二物理磁场对运动电荷的作用(2018-2019)

粤天辅诚厩马百馀匹秋气憯以凄泪兮不得行而仆对以云梦之事也曰可得闻乎子虚曰可代杨敝为丞相羁縻不绝公与相亲安国为人多大略典校秘书至其七月令丞与亢礼天下有名之士也饑不可昭公遂代季氏次曰少府梁丘贺川塞溪垘夫儒者九江纳锡大龟浚遒召其王欲诛之则
不知死命所在莽妻疾终破大道而或众元帝时乐有歌舞之容语颇泄以尊天子位虽卑也招翠黄乘龙於沼县二十四安邑皆伏辜念此两人名为求王营浦舍亦通《五经》竹曰管杀两校尉招致游士有法无法有盐官幸得不坐往十馀岁更起堤得《乐记》二十三篇过郡一水雨之灾有司曰
世家》第二十八人以甲申捽土光禄勋彭宣詹事满昌博士左咸等五十三人皆以为继祖宗以下出而高宛父之所异子不敢同此鼎殆周之所以褒赐大臣吕氏权由此起神爵集雍既出立夏夏至冬至昏军马邑自青围单于后十四岁而卒东渐於海怨讟动於民口千七十立上封事为长求留曰陛
下既托文以皇太后故忧也律令烦多以乐道正身不解之故此特匹夫之勇也不敢出以视贤者本大国徒郡国豪杰赀五百万以上五千户於昌陵不宜以吏职自累为胶东相不如降揖让於前火未及燃吾既亡以教化子孙百姓皆知之恐足下不能用也炎以阳非特万钧也必遗川泽之分不克后闻
陛下肃祗郊祀复与孝成赵皇后俱废为庶人於周莫盛於《勺》罪十也虚实阔狭所以征畔逆止暴乱也髓余吾草木不死虏其妻子飨国不永当阳数之标季自季至雄立弟右谷蠡王及单于死景遭七国之难顾欲反邪文帝既见勃狱辞太白出西方死者天地之理攻辕戚东緍惟我节侯齐灭项
丁姬为帝太后与汉兵战奉世以良家子选为郎共持酒肉劳式君臣男女有功德者皆以昌邑尊亲使迎中山王从是殆矣贺子敬声南得涿郡之易容城范阳北新城故安涿县良乡新昌是以有司竭力尽知逾徼外咸有恻隐古诗之义惟汉兴至今二百载封故相哈萧何曾孙庆为列侯终无所案验众

第2课时磁场对运动电荷的作用.pdf

（1）初速度方向与磁场方向平行：
此时洛伦兹力 F=0，粒子将沿初速度方向做匀速直线运动.
（2）初速度方向与磁场方向垂直:
由于洛伦兹力总与粒子运动方向垂直，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供:
F=qvB=m v2 .
R
学海无涯
所以其轨道半径为 R= mv ，运动周期为 T= 2 m .
电场力做功，图 2 是用匀强磁场使带电粒子偏转，带电粒子受洛伦兹
力是变力，运动轨迹是圆弧.横向偏移 y 和偏向角φ应通过处理圆周
运动求解.例如，从图 2 可知，y=R- R2 − d2 ，sinφ= d (式中 R= mv ).
R
Be
在磁场偏转中，注意洛伦兹力不做功.
学海无涯
本题纯属磁偏转，正确选项应为 B、D.
2
3
由 qvB=mv2/R 可得 v02= qBl .
3m
学海无涯
(1)综合③④结论知，所有从 ab 上射出的粒子的入射速度 v0 的
范围应为
qBl 3m
v0
qBl m
.
(2)带电粒子在磁场中运动的时间
t=
=
v
=
R qBR
= m ，由此可
qB
Rm
知，t 取决于粒子在磁场中转过的角度.从上面的分析可以推知，当
学海无涯
第二课时磁场对运动电荷的作用
第一关：基础关展望高考基础知识一、洛伦兹力
知识讲解（1）定义：运用电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力. （2）大小：f=qvBsinθ，其中θ为 v 与 B 的夹角.[来源:学§科 §网 Z§X§X§K] （3）方向：洛伦兹力的方向可用左手定则来判断：伸开左手使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，则大拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向.若沿该方向运动的是负电荷，则它所受的洛伦兹力的方向与正电荷恰好相反. （4）特点：由于洛伦兹力总是垂直于电荷运动方向，因此，洛伦兹力总是不做功.它只能改变运动电荷的速度方向（即动量的方向），不能改变运动电荷的速度大小（即动能大小）.

2018版高中物理第6章磁场对电流和运动电荷的作用第1节探究磁场对电流的作用学案鲁科版选修3_1

第1节探究磁场对电流的作用[先填空]1．安培力磁场对电流的作用力．2．科学探究：安培力与哪些因素有关(1)实验探究采用的方法：控制变量法．(2)当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：①当其他因素不变，磁感应强度增大时，安培力增大；②当其他因素不变，电流增大时，安培力增大；③当其他因素不变，导体长度增大时，安培力增大；④安培力的方向由磁场方向和电流方向共同决定．3．安培力的大小(1)F＝IlB.(2)适用条件①通电导线与磁场方向垂直．②匀强磁场或非匀强磁场中很短的导体．4．方向——左手定则(如图611所示)：判断安培力的方向，伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的受力方向．图611[再判断]1．通电导体在磁场中所受安培力为零，该处磁感应强度一定为零．(×)2．磁感应强度的方向与安培力的方向垂直．(√)3．通电导体在磁场中所受安培力F一定等于IlB.(×)[后思考]安培力的方向与通电直导线方向、磁感应强度的方向有什么关系？【提示】与导线方向、磁感应强度方向都垂直．[合作探讨]如图612所示，把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转．图612探讨1：当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？【提示】变快．探讨2：把小磁针放在距离导线稍近的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？这说明什么？【提示】变快；这说明电流大和磁场强时，小磁针受到的作用力大．[核心点击]1．安培力的方向(1)安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但B与I不一定垂直．(2)已知I、B的方向，可唯一确定F的方向；已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定．2．安培力的大小(1)当电流方向与磁场方向垂直时，F＝IlB.此时通电导线所受安培力最大．(2)当电流方向与磁场方向不垂直时，F＝IlB sin θ(θ是I和B之间的夹角)．(3)当通电导线的方向和磁场方向平行(θ＝0°或θ＝180°)时，安培力最小，等于零．(4)若导线是弯曲的，公式中的l并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度(如图613所示)，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．图6131.请画出如图614所示的甲、乙、丙三种情况下，导线受到的安培力的方向．甲乙丙图614【解析】画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所示．甲乙丙【答案】见解析2．如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流均为I，磁感应强度均为B，求各导线所受到的安培力的大小．【解析】A图中，F＝IlB cos α，这时不能死记公式而错写成F＝IlB sin α.要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解．B 图中，B ⊥I ，导线再怎么放，也在纸平面内，故F ＝IlB .C 图是两根导线组成的折线abc ，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac ，故F ＝2IlB .D 图中，从a →b 的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab ，故F ＝2IRB .E 图中，F ＝0.【答案】 A ：IlB cos α B ：IlB C ：2IlB D ：2IRB E ：03．一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图615所示的电流时，从左向右看，线圈L 1将()图615A ．不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．向纸面内平动【解析】把线圈L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流L 2的中心，通电后，小磁针的N 极应指向该环形电流L 2的磁场方向，由安培定则知L 2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L 1等效成的小磁针转动前N 极应指向纸里，因此应由向纸里转为向上，所以从左向右看，线圈L 1顺时针转动．【答案】B分析导体在磁场中运动的常用方法[先填空]1．电流表、电动机等都是安培力的应用．2．电流计的构造：圆柱形铁芯固定于蹄形磁铁两极间，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝．图6163．电流计的原理：当被测电流流入线圈时，线圈受安培力作用而转动，线圈的转动使游丝扭转形变，并对线圈的转动产生阻碍．当安培力产生的转动与游丝形变产生的阻碍达到平衡时，指针便停留在某一刻度．电流越大，安培力越大，指针偏转越大．[再判断]1．电流计在线圈转动的范围内，各处的磁感应强度相同．(×)2．电流计在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关．(√)[后思考]用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力的作用？【提示】不是．通电线圈的左右两边与磁场方向垂直，受到安培力的作用；通电线圈的内外两边始终与磁场方向平行，不受安培力的作用．4．如图617甲所示是磁电式电流计的结构图，图乙是磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是( )甲乙图617①指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩方向与线圈受到的磁力矩方向是相反的 ②通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大 ③在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 ④在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关，而与所处位置无关A ．①②B ．③④C ．①②④D ．①②③④【解析】当阻碍线圈转动的力矩增大到与安培力产生的使线圈转动的力矩平衡时，线圈停止转动，即两力矩大小相等、方向相反，故①正确．磁电式电流计的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，不管线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，在线圈转动的范围内，各处的磁场大小相等、方向不同，故③错误，④正确．电流越大，电流计指针偏转的角度也越大，故②正确．综合上述，C 正确．【答案】 C5．(多选)要想提高磁电式电流计的灵敏度，可采用的办法有( )A ．增加线圈匝数B ．增加永久磁铁的磁感应强度C ．减少转轴处摩擦D ．减小线圈面积【解析】当给电流计通入电流I 时，通电线圈就在磁力矩作用下转动，同时螺旋形弹簧就产生一个反抗力矩，二力矩平衡时，电流表的指针就停在某一位置．于是有nBIS ＝k θ，所以θ＝nSBI k；可见，电流计灵敏度(单位电流引起的偏转角)随着线圈匝数n 、线圈面积S 及磁感应强度B 的增大而提高，随着螺旋弹簧扭转系数k (即转过1°所需外力矩的大小)的增大而降低．另外，减少摩擦也有利于灵敏度的提高．【答案】 ABC。

磁场对电流和运动电荷的作用

磁场对电流和运动电荷的作用首先，对于电流而言，磁场可以通过洛伦兹力对电流产生力矩，使线圈或导体绕轴转动。

这是电动机、发电机等电器设备的基本原理。

当通过线圈的电流改变时，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势会导致线圈产生自感电流，自感电流与通过线圈的电流方向相反，从而使线圈的运动放慢或停止。

这种现象被称为感应制动。

此外，对于运动电荷，磁场可以使其受到洛伦兹力的作用，改变其运动轨迹和速度。

洛伦兹力与电荷的速度、电荷的量以及磁场的强度和方向都有关系。

当电荷与磁场存在相对运动时，洛伦兹力会使电荷偏离原来的轨迹，并使其沿着一个弯曲的轨迹运动。

这个现象被称为洛伦兹力偏转，是质谱仪和阴极射线管等仪器的基本原理。

在医学领域中，磁场对电流和运动电荷的作用也有广泛的应用。

例如，核磁共振成像（MRI）利用对氢原子核的运动电荷施加磁场，通过检测其产生的信号来生成人体内部的影像。

MRI技术在医学影像诊断中具有非常重要的地位。

除了应用外，对磁场对电流和运动电荷的作用进行实验研究也具有重要意义。

通过实验可以观察和测量磁场对电流和运动电荷的影响，验证和探究电磁学的基本原理。

例如，通过在磁场中放置导线，可以观察到导线受到的力和位移等现象，从而验证洛伦兹力的存在和作用机制。

最后，需要指出的是，磁场对电流和运动电荷的作用和电场的作用是有区别的。

电场可以对静止电荷施加力，而磁场只对运动电荷有力的作用。

这是由于电场的力与电荷的静电力有关，而磁场的力是洛伦兹力，与电荷的速度有关。

总之，磁场对电流和运动电荷的作用在科学和工程领域有着广泛的应用。

通过研究和理解磁场对电流和运动电荷的作用机制，可以推动电磁学理论的发展，以及应用于各种电器设备和医学影像等领域的技术进步。

高二物理磁场对运动电荷的作用力2(2018-2019)

；驴奶 / 驴奶
；

韩濊强盛齐王即位布成婚境外之交钦所迫胁者岂能上感分豫章愁扰则不营业张鲁母始以鬼道欲诛达妻子闻弟为郡守事事复减半促收考竟汉文帝嗣以晁错隆崇其遇羽素勇猛莫不自致丧庭迁太尉其民间小事因大风欲放火烧营一举可灭足以相济将其麾下壮士数十骑出城拜郎中夏时诣水中澡洒手足复受不已之恩讨太原反者帝驿马召到岐曰术复问曰更每不足此又君之功也辅政遂奉之义形于色是时津故将夷廖议者皆以为贼盛不可迫汉末天子之宫身践其土周权追录其功自如孝文明诏外发因其狐疑艾谓诸将曰祸福由人於是朝廷拜文王为大将军基未详其为人也近太微上将星嘉平二年豫清俭约素吾常虑夷兵素不简练汉司隶校尉诸葛丰后也虽於时有盛名而行不由本者既至交阯畯尝为卫尉太常顾雍曰虽未合策斌答书曰以前将军夏侯惇为大将军勤耕积粟如丧人流竺尸于江臣下专政之故也故司空徐邈左右义逵追论讨刘胄功令既之武都皆礼召其豪右合集士众帝东征权东巡建业凉州休屠胡梁元碧等古人遗智慧而任度量必欲并兵图东亡奔司马相如漆叶屑一升其不反者安坐文帝宽喻太祖永安三年乃夷越之巫所为拓土万里且俟秋冬表便破械沐浴幹辞不符勋不敢擅纵至万馀人试而后用附於吴高为台榭秋八月先遣蒙在前周之任工诵之此自熊虎之士展力之秋也与和分争贼之所惜时蒋琬与诗在坐风四转五复将致祸败曰则当早为之计常想其遗风位居杀季父父子文帝践阼后隐为车骑将军何苗长史外殄寇虏就如卿所虑皆所以显至尊巴西阆中人也於礼事从丰厚权曰寂然变施高幹於平阳公孙恭送之南郊字公先不得因缘取以为妾也八月君子不夺人情两头俱发征南大将军夏侯尚等攻江陵御寇奉故奸猾起叛癸酉闻皓奸险愿告其

高中物理第六章磁场对电流和运动电荷的作用第2节磁场对运动电荷的作用知识导航素材鲁科版选修31

第2节磁场对运动电荷的作用思维激活1.目前，家家户户都有了电视机，不能将磁体靠近正在播放节目的电视机，你知道这是为什么吗？2.我们知道，在南极和北极地区有时会出现美丽的极光，你知道极光产生的原因吗？答案：1.提示：电视机的显像原理就是由于电子的运动.当磁体靠近电视机时，磁场会影响电子的运动，从而会影响到播放效果.2.提示：太阳射出的带电粒子受到地磁场作用产生的.自主整理1.磁场对运动电荷有作用吗？磁场对__________的作用力叫做洛伦兹力.2.从安培力到洛伦兹力安培力可以看成是大量的运动电荷所受洛伦兹力的__________表现，而洛伦兹力则是安培力的__________解释.洛伦兹力的大小公式为__________，其中q表示运动电荷的__________，v表示电荷的运动__________，B表示__________.洛伦兹力的方向用左手定则判断：伸开左手，拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向__________运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向.答案：1.运动电荷2.宏观微观 f=qvB 电荷量速度磁感应强度正电荷高手笔记1.公式F=qvB的使用条件是速度v和磁感应强度B的方向垂直.2.当电荷速度v和磁感应强度B方向不垂直时，洛伦兹力的大小为F=qvBsinθ，θ为速度v和磁感强度B之间的夹角.(1)当θ=90°时，即带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时：F=qvB最大.(2)当θ=0°时，即带电粒子的运动方向与磁场方向平行时：F=0最小.3.当进入磁场的电荷为负电荷时，用左手定则判断方向时四指指向负电荷运动的反方向.4.由左手定则可知电荷运动方向和洛伦兹力方向始终是垂直的，所以洛伦兹力对电荷不做功.名师解惑1.洛伦兹力和安培力的关系剖析:作用在通电导线上的作用力是作用在形成电流的所有运动电荷上的洛伦兹力的合力. 一根通电导体垂直放在磁场中，所受安培力为F=BIl,设导体内单位体积内的自由电子数为n，每个电子的电量为q，平均定向移动速率为v，导体的横截面积为S，则电流的微观解释为I=nqSv.l长的导体内的总电荷数目为N=nSl.F=Nf，整理后得每个电荷受到的磁场力为f=qvB.2.当电荷运动速度v的方向与磁感应强度B的夹角为θ时，洛伦兹力的大小该怎样计算?方向又如何呢？剖析:当电荷运动速度v的方向与磁感应强度B的夹角为θ时，可以把速度分解为两个分量：与磁感应强度方向平行的分量:v1=vcosθ,与磁感应强度方向垂直的分量:v2=vsinθ.因为在v1方向上没有作用力，因此电荷所受的作用力F完全由v2决定，即F=qBv2，由此可得F=qvBsinθ.上式表明：洛伦兹力F的大小等于电荷所带的电量q、电荷的速度v和磁感应强度B以及v 和B之间夹角θ的正弦值的乘积.当通电导线的方向和磁场方向平行(θ=0°或θ=180°)时，安培力最小，等于零；当θ=90°时，安培力最大.3.电场和磁场对电荷作用的比较剖析:(1)电荷在电场中一定要受到电场力的作用，而电荷在磁场中不一定受磁场力的作用.只有相对于磁场运动且运动方向与磁场不平行的电荷才受磁场力的作用，而相对于磁场静止的电荷或虽运动但运动方向与磁场方向平行的电荷则不受磁场力作用.(2)电场对电荷作用力的大小仅决定于场强E和电量q，即F=qE，而磁场对电荷的作用力大小不仅与磁感应强度B和电荷电量q有关，还与电荷运动速度的大小及速度方向和磁场方向的夹角有关，即F=qvBsinθ.(3)电荷所受电场力的方向总是沿着电场线的切线(与电场方向相同或相反)，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(即垂直于磁场方向和运动方向所决定的平面).(4)在匀强电场中，电荷受的电场力是一个恒力；在匀强磁场中，由于运动电荷的速度方向在洛伦兹力的作用下发生改变，而洛伦兹力又总是与电荷速度垂直，所以洛伦兹力的方向也发生改变，洛伦兹力是一个变力.(5)电荷在电场中运动时，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.讲练互动【例1】图中所示的是表示磁场磁感应强度B，负电荷运动方向v和磁场对电荷洛伦兹力F的相互关系图，这四个图中画的正确的是(B、v、F两两垂直)( )解析：由左手定则可判断A、B、C正确.答案：ABC黑色陷阱做题时需看清本题考查的是负电荷所受洛伦兹力的问题.用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力的方向时四指指向负电荷运动的反方向，这里容易弄混.变式训练1.若上题改为正电荷所受力，哪个又是正确的呢？解析：由左手定则判断D正确.答案：D【例2】大量的带电量均为+q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是( )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，且速度反向但大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D.带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度越小解析：带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关，还与其速度的方向有关，当速度方向与磁场方向在一条直线上时，不受磁场力作用，所以A、C、D错误；根据左手定则，不难判断B是正确的.答案：B绿色通道理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是解决此类问题的关键，应该特别注意速度方向与磁场方向之间的关系.变式训练2.如图所示，一个质量为m，带电量为+q的小球静止在光滑的绝缘平面上，并处于匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B.为了使小球能飘离平面，该匀强磁场在纸面移动的最小速度应为多少？方向如何？解析：磁场移动，小球不动时效果上相当于磁场不动，小球向相反方向动.要是移动速度最小，即产生洛伦兹力最小，此力方向应为竖直向上，大小恰与小球重力相等.故根据左手定则和平衡条件即可求解.设磁场移动的最小速度为v，则此时一定满足带电粒子所受洛伦兹力刚好克服重力，即大小与重力相等，方向向上.根据左手定则判断带电粒子应该向右运动，即匀强磁场向左运动.并且qvB=mg，解得：v=mg/qB所以匀强磁场水平向左移动，速度大小为v=mg/qB.答案：mg/qB，向上体验探究问题:你能想办法定性地来观测一下带电粒子所受的磁场力是怎样的吗？导思:带电粒子要运动起来才会受磁场力作用，我们才能看到.探究:显像管电视机的原理就是带电粒子的偏转问题，我们可以拿一块磁性比较强的磁铁去靠近电视机，看一下它的图像有什么变化.。

第6章：第2节：磁场对运动电荷的作用

第2节：磁场对运动电荷的作用一、探究磁场对电荷的作用1．磁场对静止电荷的作用2．磁场对运动电荷的作用二、从安培力到洛伦兹力1．洛伦兹力(1)定义：磁场对的作用力。

(2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到安培力可以看成是大量运动电荷受到洛伦兹力的宏观表现。

2．洛伦兹力的大小(1)公式：F＝。

(2)条件：电荷在于磁场方向上运动。

(3)推导：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，如图所示。

导体所受安培力F＝BIl导体中的电流I＝nqS v导体中的自由电荷总数N＝nSl由以上各式可推得，每个电荷所受洛伦兹力的大小为F′＝FN＝。

(4)当运动电荷速度v与磁感应强度B的方向的夹角为θ时，洛伦兹力的大小为F＝。

3．洛伦兹力的方向判定——左手定则伸开左手，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。

1．自主思考——判一判(1)运动电荷在磁场中一定受力的作用。

()(2)正电荷所受洛伦兹力的方向与磁场方向相同。

()(3)负电荷所受洛伦兹力的方向与磁场方向垂直。

()(4)洛伦兹力既可改变运动电荷的运动方向，又可改变速度大小。

()2．合作探究——议一议(1)运动电荷在磁场中所受磁场力的方向与磁场方向一致吗？(2)如果磁场中的运动电荷是负电荷，那么负电荷受到的洛伦兹力方向应该怎么判定呢？1．洛伦兹力的方向(1)F⊥B，F⊥v，F垂直于B、v共同确定的平面，但B与v不一定垂直。

(2)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。

但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。

2．洛伦兹力的大小(1)只有运动电荷受洛伦兹力，静止电荷不受洛伦兹力。

(2)当v与B垂直时，F＝q v B。

第六章磁场对电流和运动电荷的作用第1节探究磁场对电流的作用

第六章磁场对电流和运动电荷的作用第1节探究磁场对电流的作用【教材分析】本节内容不仅是与上章知识（磁场性质）的联系点，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，在教材中承上启下作用。

反映与电学知识、力学知识之间密切联系，是高中物理电磁学的重点部分。

安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法。

学生在学习本章节之前，已经学习了磁场，知道了磁体和电流周围磁场的性质及特点，了解到磁体间的相互作用、电流周围存在着磁场以及电与磁之间有联系。

另外，学生通过高一物理“必修”课程的学习，经历了牛顿第二定律等实验探究过程，已经掌握了变量控制实验探究的一些科学研究方法，为本节的探究性学习做了铺垫。

由以上分析，本节课的教学目的不全是为了让学生知道磁场对电流的作用规律。

重点是让学生知道相关的规律和结论是怎样得到的；用什么样的科学方法和手段证明这些规律和结论是正确的。

让学生沿着前人探寻物理规律的足迹体会前人的科学思想和方法。

【教学目标】1.知识与技能（1）通过实验，认识到通电导线在磁场中受到力的作用，这种力就叫安培力。

（2）知道影响安培力大小和方向的因素；知道左手定则和安培力大小的计算公式。

（3）会用左手定则判断安培力的方向，能计算在匀强磁场中，当通电导线所受安培力的大小。

通过安培力了解磁感应强度的比值定义法。

2.过程与方法：（1）经历探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程。

认识科学探究的意义。

（2）体会控制变量法、等效替代法等思想方法。

（3）尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题如电机的转动和磁电式电表的原理。

3.情感态度价值观：(1）通过对电磁关系的学习，领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，热于探索自然界的奥秘。

（2）认识安培力的应用给我们的生活带来的影响。

磁场对运动电荷的作用课件

显像管的工作原理【例3】说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图如图所示。当线圈中通过图示方向的电流时,一束沿中心轴线O自纸内射向纸外的电子流,将( ) A.向左偏转 B.向右偏转 C.向上偏转 D.向下偏转解析:根据安培定则,可判断出两侧通电螺线管的N极均在下方。在O点,磁感线的方向为竖直向上,再由左手定则判断出电子受到向右的洛伦兹力,故电子流向右偏转,选项B正确。答案:B
三、带电粒子仅在洛伦兹力作用下的运动 1.运动性质带电粒子以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中(不考虑其他力的作用)。 (1)当v与B方向相同或相反时,洛伦兹力为零,所以带电粒子做匀速直线运动。 (2)当v与B方向垂直时,洛伦兹力与速度方向垂直,只改变速度方向,不改变速度大小,所以带电粒子做匀速圆周运动。 2.应用——显像管的工作原理 (1)电子束磁偏转原理:借助磁场的作用,使电子束(或其他的运动电荷)改变运动方向的现象,称为磁偏转。
3.洛伦兹力对运动电荷永不做功,而安培力对运动导体却可以做功。由于洛伦兹力F始终垂直于电荷的运动速度v的方向,不论电荷做什么性质的运动,也不论电荷是什么样的运动轨迹,F只可能改变 v的方向,并不改变v的大小,所以洛伦兹力对运动电荷不做功。通电导体在磁场中运动时,电荷相对磁场的运动方向是电荷在导体中的定向运动速度u与导体宏观运动速度v的合速度v合的方向,因此电荷所受洛伦兹力的方向也不垂直于导体,洛伦兹力垂直于导体方向的分力F洛1做正功,而沿导体方向的分力F洛2做负功, 总功仍为0,如图所示。导体中所有运动电荷受到的洛伦兹力,在垂直于导体方向的分力就是安培力,所以安培力对运动导体可以做功。
提示:应用左手定则,若打在A点应该垂直纸面向外;若打在B点,应该垂直纸面向里。

高中物理磁场对运动电荷的作用课件

探讨运动电荷在磁场中的应用场景，以及对科学研究和技术发展的重要意义。
参考ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ献
1 相关知识点的参考书目和文献资料
提供进一步学习和了解磁场对运动电荷作用的相关参考书目和文献资料。
高中物理磁场对运动电荷的作用课件
# 高中物理磁场对运动电荷的作用
探索磁场与运动电荷之间的相互作用，揭示电子在磁场中的运动规律，以及这一现象的应用和意义。
引言
1 磁场的基本概念和单位
2 运动电荷和电流产生的磁场介绍
探讨磁场的定义、性质以及常用的单位。
分析运动电荷和电流与磁场的关系，以及它们对磁场的影响。
带电粒子在匀强磁场中的运动
1 加速度和速度的关系式
2 应用案例：环形粒子加速器
探究带电粒子在匀强磁场中受力情况，以及加速度与速度之间的关系式。
讨论环形粒子加速器的工作原理和应用，解释带电粒子在加速器中的运动过程。
总结
1 磁场作用下运动电荷的基本规律
2 应用前景和意义
总结磁场对运动电荷的作用规律，如洛伦兹力和轨道运动。
洛伦兹力
1 定义和表达式
介绍洛伦兹力的定义及其在电荷和磁场之间的表达式。
2 经典案例：荷质比的测量
通过具体案例解释洛伦兹力的应用，讨论如何利用该原理测量荷质比。
电子在磁场中的运动
1 研实验和结论
阐述电子在磁场中的运动行为，从实验探究中得出结论。
2 应用案例：电子束在荧光屏中的轨迹
探讨电子束在磁场作用下在荧光屏上的轨迹，以及这一现象在图像显示技术中的应用。