第一章　2　磁场对运动电荷的作用力-物理人教版选择性必修第二册.pdf

2磁场对运动电荷的作用力

[学习目标]1.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.掌握洛伦兹力公

式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小.3.知道电视显像管的基本原理及基本构造.4.学会分析

带电体在洛伦兹力作用下的运动．

一、洛伦兹力的方向

1．洛伦兹力

(1)定义：____________在磁场中受到的力．

(2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是____________的宏观表现．

2．洛伦兹力的方向

左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让

__________从掌心垂直进入，并使________指向正电荷运动的方向，这时________所指的方

向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．如图所示，负电荷受力的方向与正电荷

受力的方向________．

二、洛伦兹力的大小

一般表达式：__________，θ为__________的夹角，如图．

(1)当∥B，即θ＝0或180°时，F＝________.

v

(2)当⊥B，即θ＝90°时，F＝________.

v

三、电子束的磁偏转

1．显像管的构造：如图所示，由电子枪、__________和荧光屏组成．

2．显像管的原理

(1)电子枪发射____________．

(2)电子束在磁场中________．

(3)荧光屏被电子束撞击时发光．

3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在____________，

因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在显示技术中叫作________．

1．判断下列说法的正误．

(1)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力．()

(2)用左手定则判断洛伦兹力方向时“四指的指向”与正电荷运动方向相反．()

(3)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．()

(4)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．()

(5)显像管内偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的．()

2．试判断下列图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直纸面向里的

是()

一、洛伦兹力的方向

导学探究

如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中向下发生了偏转，试问：

(1)什么力使电子偏转？该力的方向如何？

(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在

什么关系？

知识深化

1．洛伦兹力的方向

(1)F、B、v三者方向间的关系

洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动

电荷速度方向和磁场方向确定的平面．

说明：F、B、v三个量的方向关系是：F⊥B，F⊥v，但B与v不一定垂直，如图甲、乙所

示．

(2)洛伦兹力方向的判断

在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，对于正电荷，四指指向电荷

的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向．

2．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，洛伦兹力都与运动方

向垂直．

(2)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．

例1(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三

束粒子流，则下列选项正确的是()

A．1带正电B．1带负电

C．2不带电D．3带负电

二、洛伦兹力的大小

导学探究

如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B.设磁场中有一段长度为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且定向移动的速率

都是v.

(1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力多大？

(2)长为L的导线中含有的自由电荷数为多少？每个自由电荷所受洛伦兹力多大？

知识深化

1．洛伦兹力与安培力的关系

分类洛伦兹力