人教版（2019）选择性必修 第二册 第一章第2节 磁场对运动电荷的作用力(共24张PPT)

(共24张PPT)
I
B
B
运用左手定则判断安培力的方向
F
F
左手定则
复习回顾
方向:
安培力:
磁场对通电导线的作用力
大小:
θ为B和I
之间的夹角
第2节 磁场对运动电荷的作用力
30°
I
磁场为什么对通电导线有安培力的作用呢？
让事实说话
由此猜测：磁场对运动电荷可能有力的作用.
是因为通电导线里有电流
第2节 磁场对运动电荷的作用力
　　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，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902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”。
荷兰物理学家 洛伦兹
(Lorentz， 1853—1928)
洛伦兹首先研究这个问题，因此把这种力叫洛伦兹力
一、洛伦兹力
1.定义：
磁场对运动电荷的作用力
2.方向：
左手定则
注意：
磁场垂直穿手心：
拇指方向即为洛伦兹力的方向
3.大小：
四指指向正电荷的运动方向
第2节 磁场对运动电荷的作用力
四指指向负电荷运动的反方向
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
洛伦兹力怎么算呢？
思考: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．这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中，
V
V
V
V
V
V
B
F安
f
f
f
f
f
f
F安=
BIL
=B(nqvs)L
f洛=
F安/N
N=
nsL
f洛=
Bqv
先判断安培力的方向
f洛=
Bqv
(只适用于B⊥V)
若B与V成任意夹角怎么办？
3.大小：
一、洛伦兹力
1.定义：
磁场对运动电荷的作用力
2.方向：
左手定则
第2节 磁场对运动电荷的作用力
θ
B
V2
V1
v
若B与V成θ
f洛=
Bqv1
=Bqvsinθ
注意：
①若B与V成θ，
Bqvsinθ
f洛=
f洛=
Bqv
(只适用于B⊥V)
3.大小：
一、洛伦兹力
1.定义：
磁场对运动电荷的作用力
2.方向：
左手定则
第2节 磁场对运动电荷的作用力
v
F
v
F
B
垂直于纸面向外
垂直于纸面向里
甲
乙
丙
丁
训练巩固：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向
B
B
B
v
v
②以相同V进入同一位置的正、负电荷受到的f洛大小相等、方向相反。
一、洛伦兹力
1.定义：
磁场对运动电荷的作用力
2.方向：
左手定则
注意：
①若B与V成θ，
Bqvsinθ
f洛=
f洛=
Bqv
(只适用于B⊥V)
3.大小：
③f洛⊥B，f洛⊥v，
则f洛⊥B和v组成的平面
④f洛永远不做功
第2节 磁场对运动电荷的作用力
二、应用
1.电视机：
向右偏转
向左偏转
向下偏转
向上偏转
绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图所示.若电子束以垂直于纸面向里的速度从O点射入.则电子如何偏转
B
磁偏转
一、洛伦兹力
第2节 磁场对运动电荷的作用力
-
+
+
v
qE
BqV
若qE=BqV
粒子将以速度V做匀速直线
即V=
E
B
若V>
E
B
向右偏
+
v
qE
BqV
若V<
E
B
向左偏
粒子将以速度V做匀速直线
二、应用
1.电视机：
磁偏转
一、洛伦兹力
第2节 磁场对运动电荷的作用力
2.速度选择器:
-
+
v
qE
BqV
+
v
qE
BqV
若qE=BqV
粒子将以速度V做匀速直线
即V=
E
B
若V>
E
B
向右偏
若V<
E
B
向左偏
粒子将以速度V做匀速直线
规律：
E
B
V=
注意：
不仅选择速度的大小，还选择速度的方向
二、应用
1.电视机：
磁偏转
一、洛伦兹力
第2节 磁场对运动电荷的作用力
3.磁流体发电机
等离子束
B
设等离子束的运动速度为v，带电荷量为q，磁场的磁感应强度为B，极板间距离为d。
当Bqv＝qE
得：U＝Bdv
（U为电动势）
二、应用
1.电视机：
一、洛伦兹力
2.速度选择器:
B
v
v
v
v
U
U会不断增大吗？
qE
BqV
电源的内阻r=
第2节 磁场对运动电荷的作用力
导电液体
3.磁流体发电机
当Bqv＝qE
+
+
+
+
V
4.磁流量计
流量Q＝Sv
2.速度选择器:
二、应用
1.电视机：
一、洛伦兹力
U＝BDv
得：U＝Bdv
（U为电动势）
工业废水中还有大量的正负离子
第2节 磁场对运动电荷的作用力
二、应用
+
v
+
+
+
+
-
-
-
-
-
v
+
+
+
+
-
-
-
-
V
h
d
A
A′ 　
I
L
h
d
A
A′ 　
I
L
当Bqv＝qE
得：U＝Bdv
5.霍尔元件
I＝nqvs
B
V
3.磁流体发电机
4.磁流量计
2.速度选择器:
1.电视机：
B
注意：①霍尔面电势的高低跟移动电荷的种类有关
二、应用
+
v
+
+
+
+
-
-
-
-
-
v
+
+
+
+
-
-
-
-
V
h
d
A
A′ 　
I
L
h
d
A
A′ 　
I
L
当Bqv＝qE
得：U＝Bdv
5.霍尔元件
I＝nqvs
B
V
B
注意：①霍尔面电势的高低跟移动电荷的种类有关
②霍尔电压的大小跟磁场的厚度成反比，跟BI成正比
由材料决定
②霍尔电压的大小跟磁场的厚度成反比，跟BI成正比
由材料决定
-
v
-
-
-
-
V
h
d
A
A′ 　
I
L
B
+
+
+
+
注意：①霍尔面电势的高低跟移动电荷的种类有关
得：U＝Bdv
I＝nqvs
④霍尔面垂直于B、I所决定的平面
[例1] 在两平行金属板间，有如图8所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过。供下列各小题选择的答案有：
A.不偏转 B.向上偏转
C.向下偏转 D.向纸内或纸外偏
(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________。
(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________。
(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入时，质子将________。
(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央射入时，电子将________。
A　
A　
B
C
例2 (多选)目前世界上有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图9表示它的原理：将一束等离子体(包含正、负离子)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，于是金属板上就会聚集电荷，产生电压。以下说法正确的是(　　)
A.B板带正电
B.A板带正电
C.其他条件不变，只增大射入速度，UAB增大
D.其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB增大
ACD