1.3洛倫茲力第一章磁場對電流的作用教科版選擇性必修第二冊電流是電荷的定向運動形成的

磁場對通電導線(電流)有力的作用由此你想到了什么?

【猜想】磁場可能對運動電荷有力的作用!新課導入X

×

X×

×

×

×

×XX××X×××電子移動方向

電

流方向××學習目標1.知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向；2.掌握洛倫茲力公式的推導過程，會用公式分析求解洛倫茲力；3.掌握帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的分析方法，會推導

帶電粒子做勻速圓周運動的半徑公式和周期公式。>陰極射線管接高壓電源時，陰極會發(fā)射電子>電子通過狹縫后形成一個扁平的電子束>電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡狹縫電子束陰極陰極射線管的結構新知探究知識點一：洛倫茲力及其方向1.

陰極射線管實驗(1)陰極射線管的結構熒光屏陽極XX×X●觀察電子束在磁場中的偏轉新知探究·

·.X日X×XX×XXXxXX×x點

擊

視

頻X×X●

.××FD●一實驗現(xiàn)象：①在沒有外磁場時，電子束沿直線運動；②將磁鐵N

極靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。③改變磁場方向，電子束的偏轉方向也發(fā)生變化。實驗結論：磁場對運動電荷有力的作用，并且該力方向與磁場方向有關。新知探究2.洛倫茲力(1)定義：運動電荷在磁場中受到的力，稱為洛倫茲力。(2)洛倫茲力與安培力的關系：安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀解釋安培力

磁場對電流的作用宏觀表現(xiàn)微觀解釋洛倫茲力磁場對運動電荷的作用洛倫茲(1853-1928)新知探究果

因×

×X×

XF××

×X

×XXX

XXXXX注意

：四指指向可以是正電荷的運動方向，

也可以是負電荷運動的反方向。3.

洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向的判斷：

左手定則穿過手心正電荷運動方向洛倫茲力方向磁感線四

指大拇指新知探究B例題2試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向、或帶電粒子的電性、或帶電粒子的運動方向。新知探究關于洛倫茲力的說明：①洛倫茲力的方向垂直于v和B

組成的平面。

洛倫茲力永遠與速度方向垂直。②洛倫茲力對電荷不做功。③洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。洛倫茲力對電荷只起向心力的作用，故只在洛倫茲力的作用下，電荷將作什么運動?-

-

-勻速圓周運

動。新知探究新知探究知識點二：洛倫茲力大小思考：垂直磁場運動的電荷受到的洛倫茲力與哪些因素有關?F安×

×I××通電導體保持固定時：安培力F=BIL洛倫茲力X

bX×××I=nqSvN=nLS××F洛XXa××b×XXaX情境：導線長為L,橫截面積為S,

垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中。單位體積內的自由電荷數(shù)為n,

每個自由電荷的電荷量為q,

自由

電XXX導體所受安培力：

F安=

BIL電流微觀表達式：

I=n

qSv導體中的電荷個數(shù)：

N=nLS則每個自由電荷所受的洛倫茲力大?。?/p>

×

×想一想：推到過程中，自由電荷速度方向與磁場方向是怎樣的關系?荷定向移動速率為v。求

：F

洛。新知探究×F洛=qV?B=qvBsinθBθ

B

BθF洛

=qvBsinθ

θ為B

和v之間的夾角新知探究1.洛倫茲力大小公式(1)當v⊥B

時

F=qvB

(2)當

v//B

F=0(3)當電荷v與磁場B的方向夾角為θ時，電荷所受的洛倫茲力：F洛

=

qvB=qvBsinθ2.洛倫茲力特點●

F洛只改變速度方向，不改變速度大小

由F洛⊥

v●

F落對運動電荷永不做功。新知探究新課導入知識點三：帶電粒子在勻強磁場中的運動1、勻速圓周運動的半徑：新課導入知識點三：帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)

律：

1.當電子束出射速度不變，磁感應強度變大時，這個圓的半徑變小；2.當磁感應強度不變，電子束出射速度變大時，這個圓的半徑變大。由向心力公式可得：做圓周運動的半徑：電荷做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供新課導入(2)勻速圓周運動的周期：做一做

：

根據(jù)以前所學的知識

，

推導一下帶電粒子在勻強

磁場做圓周運動的周期規(guī)律

。由此看出周期由磁場和粒子的荷質比決定

，

而與粒子的速度和軌道半徑無關

。方法一

：方法二

：(3)勻速圓周運動的時間：法

二

:t=n

T圓周運動的時間：新課導入原

理

：如右圖所示，粒子所受重力可忽略不計，運動方向相同而速率不同的粒子束射入

相互正交的勻強電場和勻強磁場所組成的場

區(qū)中，若粒子運動軌跡不發(fā)生偏折，必須滿足平衡條件：qBv=qE,即

這樣就把滿足

的粒子選擇出來了。帶電粒子的質量、電荷量的大小、正負不作為通過條件。+q×

××

×

×

×

E×

×

×

×

××+××+××+××+××十××十XB×新知探究拓展1:

速度選擇器原理圖微粒，整體呈電中性)噴射入磁場，高速射入的離子在洛倫茲力的作用下向A、B兩板聚集，使兩

板間形成電場，直至進入A

、B之間粒子的電場力

大到后面的微粒不再聚集到板上，因此AB

間會形

成穩(wěn)定的電壓，進而連接電路可進行供電。穩(wěn)定時的電壓大小為U=Bdv(d:板間距；v:離子的速率)原理：將一束等離子體

(含有大量帶正負電荷的2:

磁流體發(fā)電機新知探究拓展等離子體當堂檢測1.關于安培力和洛倫茲力，下面說法正確的是

(

B)A.

洛倫茲力和安培力是性質完全不同的兩種力B.安培力和洛倫茲力，其本質都是磁場對運動電荷的作用力C.安培力和洛倫茲力，二者是等價的D.

安培力對通電導體能做功，洛倫茲力對運動電荷也可以做功2.如圖所示，勻強磁場B

垂直于y0z

平面豎直向上，要使速率相同的電子進入磁場后，受到的洛倫茲力最大，并且洛倫茲力的方向指

向y軸正方向，那么電子運動方向可能是(

D)A.

沿z軸正方向進入磁場B.

沿y軸負方向進入磁場C.在y0z平面內，沿任何方向進入D.

在x0z平面內，沿某一方向進入當堂檢測定向運動時所受洛倫茲力的矢量和，在宏觀上表現(xiàn)為導線所受的安培力。下面的分析正確的是(

AB

)A.

洛倫茲力和安培力是性質相同的兩種力B.

洛倫茲力的方向、粒子運動方向和磁場方向不一定相互垂直C.粒子在只受到洛倫茲力作用時動能會減少D.

帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，其運動半徑與帶電粒子

的比荷無關3、(多選)如圖所示，導線中帶電粒子的定向運動形成了電流。電荷當堂檢測(1)質子進入磁場中的速度大??；(2)質子在磁場中運動時受到的洛倫茲力的大小。解：(1)穿越電場過程中，由動能定理：

,解得：(2)進入磁場受到的洛倫茲力為：

答：(1)質子進入磁場中的速度大小是(2)質子在磁場中運動時受到的洛倫茲力的大小是q