磁场对运动电荷的作用力优秀课件
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3.5 磁场对运动电荷的作用力 课件(共23张PPT)
到的洛伦兹力是多大？
F洛=qvB
=1.60×10-19×3×106×0.10 =4.8×10-14 N
四、电视显像管的工作原理
原理： 应用电子束磁偏转
三、洛伦兹力的大小
请你尝试由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达式
1.设导线中每个带电粒子定向运动的速度都是v,单位 体积的粒子数为n。算一段导线中的粒子数,这就是在 时间t内通过横截面s的粒子数。如果粒子的电荷量记 为q,由此可以导出q与电流I的关系。
t时间内通过横截面s的粒子数 时间t内通过横截面s的总电荷量Q 导出q与电流I的关系
电子束在磁场中的偏转
荷兰物理学家洛伦兹首先提 出：磁场对运动电荷有作用力
——洛伦兹力
洛伦兹
爱因斯坦称他是“我们时代最伟大、最高尚的人。
二、洛伦兹力的方向
B
V
F
F V
二、洛伦兹力的方向
左手定则：四指指向与形成的电流方 向一致，即与正电荷运动方向相同， 与负电荷运动方向相反。
运动电荷在磁场中受到的作 用力叫做洛伦兹力，安培力是 洛伦兹力的宏观表现。
1、 试判断下列各图带电粒子所受洛仑 兹力的方向、或磁场的方向、或粒子 运动方向(q,v,B两两垂直)
v
垂直纸面向外 F
课堂训练
2、试判断下列图中各带电粒子所受洛仑
兹力的方向、或带电粒子的电性、或带
电粒子的运动方向。
V
V
V
V
F
所受洛伦兹力 所受洛仑兹力
F
垂直于纸面向 外
垂直于纸面向 里
课堂训练
3、电子的速率v=3×106 m/s，垂直 射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受
2.写出这段长为的导线所受的安力F
F洛=qvB
=1.60×10-19×3×106×0.10 =4.8×10-14 N
四、电视显像管的工作原理
原理： 应用电子束磁偏转
三、洛伦兹力的大小
请你尝试由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达式
1.设导线中每个带电粒子定向运动的速度都是v,单位 体积的粒子数为n。算一段导线中的粒子数,这就是在 时间t内通过横截面s的粒子数。如果粒子的电荷量记 为q,由此可以导出q与电流I的关系。
t时间内通过横截面s的粒子数 时间t内通过横截面s的总电荷量Q 导出q与电流I的关系
电子束在磁场中的偏转
荷兰物理学家洛伦兹首先提 出：磁场对运动电荷有作用力
——洛伦兹力
洛伦兹
爱因斯坦称他是“我们时代最伟大、最高尚的人。
二、洛伦兹力的方向
B
V
F
F V
二、洛伦兹力的方向
左手定则：四指指向与形成的电流方 向一致，即与正电荷运动方向相同， 与负电荷运动方向相反。
运动电荷在磁场中受到的作 用力叫做洛伦兹力，安培力是 洛伦兹力的宏观表现。
1、 试判断下列各图带电粒子所受洛仑 兹力的方向、或磁场的方向、或粒子 运动方向(q,v,B两两垂直)
v
垂直纸面向外 F
课堂训练
2、试判断下列图中各带电粒子所受洛仑
兹力的方向、或带电粒子的电性、或带
电粒子的运动方向。
V
V
V
V
F
所受洛伦兹力 所受洛仑兹力
F
垂直于纸面向 外
垂直于纸面向 里
课堂训练
3、电子的速率v=3×106 m/s，垂直 射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受
2.写出这段长为的导线所受的安力F
物理人教版选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力共20张ppt
电荷的作用力
电导线的作用力
电荷的作用
产生 电 荷 在 磁 场 中 运 动 ， 通电导线不平行放入 只要电场中有电荷，
电荷就一定受电场力
条件 运 动 方 向 与 磁 场 不 平 磁场中
行
方向 垂直与于v,B所在平面，垂直于B,I所在平面， 正（负）电荷受力与
左手定则判断
大小
F=qvBLeabharlann inθ做功情况一定不做功
轴正方向，那么电子运动方向可能是(
D)
A．沿轴正方向进入磁场
B．沿轴负方向进入磁场
C．在平面内，沿任何方向进入
D．在平面内，沿某一方向进入
课堂小练
4.如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金
属棒从高处自由下落，则(B
A．端先着地
)
B．端先着地
S
入的离子在洛伦兹力的作用下向、两板聚
集，使两板间形成电场，直至进入、之间
粒子的电场力大到后面的微粒不再聚集到板上，
因此间会形成稳定的电压，进而连接电路
可进行供电。
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距；v:离子的速率)
课堂小练
1.在赤道平面上无风的时候，雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电，则它
C．两端同时着地
D．以上说法均不正确
【解析】棒中自由电子随棒一起下落，有向下速度，并受到向左的
洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，端带正电。
端受到向上静电力，端受到向下静电力，端先着地。
小结
安培力与洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
洛伦兹力
N
电导线的作用力
电荷的作用
产生 电 荷 在 磁 场 中 运 动 ， 通电导线不平行放入 只要电场中有电荷，
电荷就一定受电场力
条件 运 动 方 向 与 磁 场 不 平 磁场中
行
方向 垂直与于v,B所在平面，垂直于B,I所在平面， 正（负）电荷受力与
左手定则判断
大小
F=qvBLeabharlann inθ做功情况一定不做功
轴正方向，那么电子运动方向可能是(
D)
A．沿轴正方向进入磁场
B．沿轴负方向进入磁场
C．在平面内，沿任何方向进入
D．在平面内，沿某一方向进入
课堂小练
4.如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金
属棒从高处自由下落，则(B
A．端先着地
)
B．端先着地
S
入的离子在洛伦兹力的作用下向、两板聚
集，使两板间形成电场，直至进入、之间
粒子的电场力大到后面的微粒不再聚集到板上，
因此间会形成稳定的电压，进而连接电路
可进行供电。
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距；v:离子的速率)
课堂小练
1.在赤道平面上无风的时候，雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电，则它
C．两端同时着地
D．以上说法均不正确
【解析】棒中自由电子随棒一起下落，有向下速度，并受到向左的
洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，端带正电。
端受到向上静电力，端受到向下静电力，端先着地。
小结
安培力与洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
洛伦兹力
N
第1章 2 《磁场对运动电荷的作用力》课件ppt
知识归纳
1.带电粒子在匀强磁场中无约束情况下做直线运动的两种情景
(1)速度方向与磁场平行,不受洛伦兹力作用,可做匀速直线运动也可在其
他力作用下做变速直线运动。
(2)速度方向与磁场不平行,且除洛伦兹力外的各力均为恒力,若轨迹为直
线则必做匀速直线运动。带电粒子所受洛伦兹力也为恒力。
2.洛伦兹力考查角度多,因而涉及洛伦兹力的题目往往较为综合,解题时可
质子受到的洛伦兹力F=Bqv=4.8×10-17 N。
答案 4.8×10-17 N
探究三
带电粒子(物体)在磁场中的运动
情境探究
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
子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入,
恰好能沿直线匀速通过。忽略重力,则:
(1)若质子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向
培力可以对导体棒做功,选项C错误;若运动电荷的运动方向与磁场方向平
行,则不受洛伦兹力作用,选项D错误。
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
洛伦兹力的方向
情境探究
如图所示,用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用,不同方向的磁场对电
子束径迹有不同的影响。电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关
系满足怎样的规律?
(1)电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,B与v不一定垂直,两者关系
是不确定的。(2)电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向。
(3)F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面。
洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系
3.洛伦兹力的特点
(1)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
磁场对运动电荷的作用课件
(1)基本公式
mv2
①向心力公式：Bqv＝ R 。
mv ②轨道半径公式：R＝ Bq 。
③周期、频率和角速度公式：
T＝2πvR＝2qπBm，
f＝T1＝
qB 2πm
，
qB ω＝2Tπ＝2πf＝ m 。
④动能公式：Ek＝21mv2＝B2qmR2。
(2)T、f 和 ω 的特点 T、f 和 ω 的大小与轨道半径 R 和运行速率 v 无关 磁感应强度 和粒子的 比荷 有关。
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
解析 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A 项错，B 项对；根据 F＝qvB 可知，大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向，不改变速度的大小。
答案 B
解析 运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效 电流方向，而不一定沿电荷定向运动方向，因为负电荷定向移动形成电流 的方向与其运动方向反向，通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的 关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行。
答案 BD
2．(洛伦兹力大小)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( )
微知识 1 洛伦兹力
1．定义 运动 电荷 在磁场中所受的力。
2．大小 (1)v∥B 时，F＝ 0 。 (2)v⊥B 时，F＝ Bqv 。 (3)v 与 B 夹角为 θ 时，F＝ Bqvsinθ 。
3．方向 F、v、B 三者的关系满足 左手 定则。 4．特点 由于 F 始终与 v 的方向 垂直 ，故洛伦兹力永不做功。
3．(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电 粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹 如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
磁场对运动电荷的作用 课件
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．
3、洛伦兹力的方向----左手定则
下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗？
4、洛伦兹力的大小
洛仑兹力F洛的大小与什么有关？
F
请大家猜一猜？
F
BV
速度V
- V0
磁场的磁感应强度
B B
带电粒子的电荷量q
可以证明： 当速度V的方向与磁感应强度B的方向垂直时： 洛仑兹力f的大小等于电荷量q、速度V、磁感应强度B三者的乘积
F qvB
q- V
（2）要是电子打在B点，偏转 磁场应该沿什么方向？
（3）要是电子束打在荧光屏上 的位置由中心O逐渐向A点移动， 偏转磁场应该怎样变化？
3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏 都能发光能？
图2.4-2洛伦兹力演示仪
电子束的磁偏转
在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进 的，外加磁场后，电子束的径迹变成圆形。磁场的强 弱和电子的速度都能影响圆的半径。
显像管的工作原理
思考与讨论
1、电子束是怎样实现偏转的？ 2、在图2.4－3中，如图所示 （1）要是电子打在A点，偏转磁 场应该沿什么方向？
F
v
1、伸开左手，使大拇指和其余 四指垂直且处于同一平面内，把 手放入磁场中，让磁感线垂直穿 过手心，若四指指向正电荷运动 的方向，那么拇指所指的方向就 使正电荷所受洛伦兹力的方向。
v F
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
磁场对运动电荷的作用力1上课件.ppt
磁场对运动电荷的作用力1上课件
基础巩固2．
如图所示的正交电场和磁场中，有一 粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入 其中，并沿直线运动(不考虑重力作 用)，则此粒子（ D ） A．一定带正电 B．一定带负电 C．一定不带电 D．可能带正电或负电，也可能不带电
磁场对运动电荷的作用力1上课件
基础巩固3．
如果运动电荷除磁场力外不受其他任何 力的作用，则带电粒子在磁场中作下列 运动可能成立的是[ AC ] A．作匀速直线运动 B、作匀变速直线运动 C．作变加速曲线运动 D．作匀变速曲线运动
*实验发现*
试说明：在乙 图中电子束为 什么会向下偏 转？
磁场对运动电荷的作用力1上课件
一、洛伦兹力
1.概念：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹 力。
F洛
× × × ××
×
×
×
V
×
0
×
× × × ××
×× × × ×
磁场对运动电荷的作用力1上课件
那么，怎样研究洛仑兹力？
2.洛伦兹力与安培力的关系
（1）安培力是磁场对运动电荷作用力的 宏观表现。 （2）洛伦兹力是安培力的微观本质。
温故而知新
安培力 磁场对通电导线的作用力，称为
安培力，
F= BILsinα
α表示 B和I之间的夹角
当α=900时，安培力最大；当
α=0或者1800时，安培力等于零。
磁场对运动电荷的作用力1上课件
磁场对电流有力的作用 电荷的定向运动形成电流
？ 磁场对运动电荷有力的作用吗
*猜想——————实验证明*
磁场对运动电荷的作用力1上课件
α
向外 B（6）
思考2: 若不计重力，上图中各电荷将作何种运动？电荷 的动能发生变化了吗磁场？对运动电荷的作用力1上课件
基础巩固2．
如图所示的正交电场和磁场中，有一 粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入 其中，并沿直线运动(不考虑重力作 用)，则此粒子（ D ） A．一定带正电 B．一定带负电 C．一定不带电 D．可能带正电或负电，也可能不带电
磁场对运动电荷的作用力1上课件
基础巩固3．
如果运动电荷除磁场力外不受其他任何 力的作用，则带电粒子在磁场中作下列 运动可能成立的是[ AC ] A．作匀速直线运动 B、作匀变速直线运动 C．作变加速曲线运动 D．作匀变速曲线运动
*实验发现*
试说明：在乙 图中电子束为 什么会向下偏 转？
磁场对运动电荷的作用力1上课件
一、洛伦兹力
1.概念：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹 力。
F洛
× × × ××
×
×
×
V
×
0
×
× × × ××
×× × × ×
磁场对运动电荷的作用力1上课件
那么，怎样研究洛仑兹力？
2.洛伦兹力与安培力的关系
（1）安培力是磁场对运动电荷作用力的 宏观表现。 （2）洛伦兹力是安培力的微观本质。
温故而知新
安培力 磁场对通电导线的作用力，称为
安培力，
F= BILsinα
α表示 B和I之间的夹角
当α=900时，安培力最大；当
α=0或者1800时，安培力等于零。
磁场对运动电荷的作用力1上课件
磁场对电流有力的作用 电荷的定向运动形成电流
？ 磁场对运动电荷有力的作用吗
*猜想——————实验证明*
磁场对运动电荷的作用力1上课件
α
向外 B（6）
思考2: 若不计重力，上图中各电荷将作何种运动？电荷 的动能发生变化了吗磁场？对运动电荷的作用力1上课件
磁场对运动电荷的作用力 课件
一、磁场对运动电荷的作用力 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。
实验表明：
1、阴极射线管（电子射线管）中的电子 束在磁场中发生偏转，磁场对运动的电 荷存在力的作用。
F=qvBsinθ
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。
比较电场和磁场对电荷的作用力 电荷在电场中一定要受到电场力的作用.
1. 电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力力的作用.
2、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用 力叫做洛伦兹力。
3、通电导线在磁场中所受的安培力是 洛伦兹力的宏观表现。
二、洛伦兹力的方向
1、推理：左手定则可以判断安培力的 方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力 宏观表现为安培力，所以可以用左手定 则判断洛伦兹力的方向。
2、用来判定洛伦兹力方向的左手定则
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并 且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正电荷在磁场中 所受洛伦兹力的方向。
（1）通电导线所受的安培力。 a
（2）这段导线内的自由电荷数。 F洛 v （3）每个电荷所受的洛伦兹力。
F安 b s
vt
(1) F安＝ILB＝（nqvS）•LB
（2）自由电荷数： nLS
（3）洛伦兹力： F=qvB
磁场对运动电荷的作用力ppt课件
连接到高压电两极时，阴极会发射
电子。电子在电场的加速下飞向阳极。
1、没有磁场时，观察电子束如何偏转
2、如果在电子束的路径上施加磁场，
电子束的径迹是否会发生弯曲？如果
改变磁场方向呢？
教学分析
Teaching Analysis
视频：观察电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
从图中可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。
为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
教学分析
Teaching Analysis
1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏
上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
2.要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方
向？
垂直纸面向里
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐
电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
现象：
1.在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲
2.改变磁场方向，电子束会向相反方向弯曲
实验表明：电子束受到磁场的力的作用，径迹发生了弯曲。
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力(Lorentz force)。通电
导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力 的宏观表现。
直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不
同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以
叫作速度选择器。
教学分析
Teaching Analysis
1.试证明带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，才能沿着图示虚
线路径通过这个速度选择器.
2.带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，右端水平进入磁
电子。电子在电场的加速下飞向阳极。
1、没有磁场时，观察电子束如何偏转
2、如果在电子束的路径上施加磁场，
电子束的径迹是否会发生弯曲？如果
改变磁场方向呢？
教学分析
Teaching Analysis
视频：观察电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
从图中可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。
为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
教学分析
Teaching Analysis
1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏
上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
2.要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方
向？
垂直纸面向里
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐
电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
现象：
1.在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲
2.改变磁场方向，电子束会向相反方向弯曲
实验表明：电子束受到磁场的力的作用，径迹发生了弯曲。
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力(Lorentz force)。通电
导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力 的宏观表现。
直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不
同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以
叫作速度选择器。
教学分析
Teaching Analysis
1.试证明带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，才能沿着图示虚
线路径通过这个速度选择器.
2.带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，右端水平进入磁
第三部分磁场对运动电荷的作用-PPT课件
例3、垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度 为d的条形区域内，磁感应强度为B．一个 质量为m、电量为q的粒子以一定的速度垂 直于磁场边界方向从a点垂直飞入磁场区， 如图所示，当它飞 离磁场区时，运动 方向偏转θ 角．试 求粒子的运动速度 v以及在磁场中运 动的时间t． (双边界)
230 226 Th 应用 钍核 90 发生衰变生成镭核 并放出一个粒子。设该 88 Ra 粒子的质量为m、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝 的平行平板电极S1和S2间电场时，其速度为v0，经电场加 速后，沿0x方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外 的有界匀强磁场，ox垂直平板电极S2，当粒子从p点离开 磁场时，其速度方向与ox方向的夹角θ =60°，如图所示， 整个装置处于真空中。 （1）写出钍核衰变方程； （2）求粒子在磁场中沿 圆弧运动的轨道半径R； （3）求粒子在磁场中运 动所用时间t。
3、特点：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变速度的方 向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。 4、洛仑兹力与安培力的关系 洛仑兹力是安培力的微观表现，安培力是洛仑兹力的宏观体现
二、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动 1、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动 2、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动 ⑴洛仑兹力提供向心力 ⑵轨道半径： r
例4：如图所示，在一环行区域内存在着垂直纸面向里 的匀强磁场，在圆心O点处有一静止的镭核(22688Ra)， 镭核 (22688Ra)放出一个粒子后变成氡核(22286Rn)，已 知镭核在衰变过程中有5.65×10-12J能量转化为它们的 动能。粒子进入磁场后受到洛仑兹力的大小为 2.22×10-11N。 (1)试写出镭核衰变成氡核的核反应方程 (2)分别求出粒子和氡核 的动能 (3)分别求出粒子和氡核 进入磁场后的偏转半径 (4)若内圆半径r=1.2m， 要使它们不飞出外圆，外 圆的最小半径必须为多 大?（圆环形边界）
第5节《磁场对运动电荷的作用力》精品课件【新课标人教版A】
复习知识:
1.带电粒子在磁场中受洛伦兹力的计算公式？
带电粒子运动方向垂直于磁场方向，f=qvB，
该公式的设用条件是V与B相互垂直,带电粒 子运动方向平行于磁场方向，f=0。 2.带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方 向？
显象管的工作原理
带电粒子在匀强磁场中的运动
问题讨论：
1、带电粒子的轨迹在哪个方位？ 2、速度如何变化？ 3、受力如何变化？ 4、轨迹是什么形状?
推导:
粒子做匀速圆周运动所需的向心力
v2 F m 是由 r
粒子所受的洛伦兹力提供的,所以 mv v2 r qvB m qB r 2r 2m T T v qB 说明:
1、轨道半径和粒子的运动速率成正比。
2、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速 率无关。
例题2：如图所示，一束带正电的相同的粒子垂直 磁场边界自O点射入匀强磁场中后分成了3束，其运 动轨迹如图，粒子运动方向与磁场方向垂直，不计 粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3，则这三束粒 v1 ︰ v2 ︰ v3 =＿＿＿＿＿ 子的速率之比
例题
如图所示，在y＜0的区域内 存在匀强磁场，磁场方向垂直 于xy平面并指向纸面外，磁 感强度为B.一带正电的粒子以 速度v0从O点射入磁场，入射 方向在xy平面内，与x轴正向 的夹角为θ，若粒子射出磁场 的位置与O点的距离为l，求该 粒子的电量和质量之 比.
q 2v 0 si n m lB
等距螺旋
例题
氘核( H )、氚核( H )、氦核( 24 He ) 都垂直磁场方向入射同一匀强磁场， 求以下几种情况下，它们轨道半径之 比及周期之比各是多少？（1）以相同 速率射入磁场；（2）以相同动能射入 磁场．
磁场对运动电荷的作用洛伦兹力分解课件
洛伦兹力在磁场束缚中的应用
等离子体束缚
在核聚变等离子体实验中，洛伦兹力可以用于束缚等离子体，使其 保持稳定并防止热失控。
磁场重联
在磁场重联过程中，洛伦兹力起着关键作用，它决定了磁场的演变 过程和能量释放机制。
电流驱动
洛伦兹力在产生电流驱动方面具有重要应用，例如在空间科学实验中 ，可以利用洛伦兹力驱动电流，以研究地球磁场的动态变化。
洛伦兹力的方向
根据左手定则，可以判 断洛伦兹力的方向。
洛伦兹力实验的装置和操作步骤
装置：磁场装置、粒子源、粒子速度控 制装置、粒子轨迹显示装置等。
3. 分析实验数据，得出结论。
2. 视察粒子轨迹的变化，记录不同速度 下粒子的轨迹。
操作步骤
1. 将粒子源置于磁场中，调整粒子速度 控制装置，使粒子以不同的速度在磁场 中运动。
洛伦兹力的大小和方向
大小
洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量 、速度和磁感应强度成正比，与夹角 的正弦值成正比。
方向
洛伦兹力的方向由左手定则确定，即 伸开左手，让磁感应线穿过掌心，四 指指向带电粒子的运动方向，大拇指 所指方向即为洛伦兹力的方向。
洛伦兹力的重要意义
洛伦兹力是研究带电粒子在磁场中运动的重要工具，对于理解电磁场的基本性质和 带电粒子的运动规律具有重要意义。
公式表示
角速度 = 洛伦兹力 / (转动惯量)，其中洛伦兹力是磁场对运动电荷的作 用力，转动惯量是电荷旋转运动的惯性。
03 洛伦兹力的分解
洛伦兹力在直角坐标系中的分解
洛伦兹力在直角坐标系中的分解是理解其作用机制的基础，通过分解可以更好地 理解洛伦兹力对运动电荷的作用。
在直角坐标系中，洛伦兹力可以分解为三个分量，分别是$F_{x}$、$F_{y}$和 $F_{z}$，分别表示在x、y和z方向上的作用力。每个分量的表达式和物理意义都 不同，但它们共同作用在运动电荷上，产生洛伦兹力的效果。
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乙
f
-q v
丙丁
v +q
f垂直纸面向里
f垂直纸面向外
二、洛伦兹力的大小
L
× × × × ×× × ×× × × × ××
v v- - v - v - v -
× ××
×× ×S
×v ×v- ×- v××- Iv× -×v×
×v ×v-×- v× ×- v××- v×
×- × × ×- × ×
× × ××v ×v- ×- v× -×v ×-×v ×-×× ×
，向上移动
C、使磁场以速率 v m g，向右移动
qB
D、使磁场以速率
v
mg qB
，向左移动
小 结：
运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的 作用．这个力只改变速度的方向， 对运动电荷不做功。
洛伦兹力的方向可由左手定则来判 定．
运动电荷速度方向与磁场方向垂直 时，洛伦兹力大小为F=qvB．
Thanks !
年）诺贝尔物理学奖。
被爱因斯坦称为“我们
时代最伟大，最高尚的
人”。
（1853—1928）
一、洛伦兹力的方向
1．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．
2．洛伦兹力的方向由左手定则判定 伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处
v
+
F
中运动时，洛伦兹力 对带电粒子是否做功？
三、电视显像管的工作原理
（1）要是电子束打在A点， 偏转磁场应该沿什么方 向？
（2）要是电子束打在B点， 偏转磁场应该沿什么方 向？
（3）要是电子束打从A点 向B点逐渐移动，偏转磁 场应该怎样变化？
（4） 电子束打在荧光屏上 只能有一个亮点，为什 么整个荧光屏都能发光？
于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直 穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，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荷的运动方向．
（2）对于负电荷四指指向电荷运动的反方向．
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
磁场对运动电荷的作用力优秀课 件
实验表明：
阴极射线管（电子射线管）中的 电子束在磁场中发生偏转，磁场 对运动电荷确实存在作用力，并 且这个力的方向跟磁场的方向有 关。
荷兰物理学家，他
是电子论的创始人、相
对论中洛伦兹变换的建 立者，并因在原子物理
洛 伦
中的重要贡献（塞曼效 兹
应）获得第二届（1902
所以洛伦兹力 FF安/nLSqvB
即： F qvB
适用条件：速度方向与磁场方向垂直
想一想:
若此运动电荷进 入磁场时，v既不垂直 也不平行于B，该电荷 受到的洛伦兹力多大?
F = qvBsinθ
（θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角）
B
θv
+ vsinθ
想一想:
若运动的电荷在磁场 中仅受洛伦兹力作用, 那 么洛伦兹力对带电粒子运 动速度有什么影响呢?
演示
扫 描
在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中， 有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以 覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳 风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400 公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏 向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击 走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发 射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的 极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的 叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象， 一般称之为北极光。
1、一个电子穿过某一空间而未发生偏
转，则（ B ）
A 、 此空间一定不存在磁场 B 、 此空间可能有方向与电子速度平行的
磁场 C 、 此空间可能有磁场，方向与电子速度
垂直 D 、 以上说法都不对
9.61014N
2、有一匀强磁场，磁感应强度大小为 1.2T，方向由南指向北，如果质子沿 竖直向下的方向进入磁场，磁场作用
推导：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放入磁感应强度为B的磁
场中。
F 安 IL B(nq)vLSB
安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦 兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数为 nLS
在质子上的力为 9.61014N ,则质子
射入时速为（5105m/s）质子在磁场
中向（ 东 ）方向偏转。
3、一个带正电q的小带电体处于磁感应强度垂直纸面向里 的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，
为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ D ）
A、使B的数值增大
B、使磁场以速率
v
mg qB