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1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版高中物理选择性必修第二册课件(共62张PPT)

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物理人教版(2019)选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力(共22张ppt)

物理人教版(2019)选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力(共22张ppt)
场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A′ 之间会产生电势差
U，这种现象称为霍尔效应。
原理：外部磁场对运动电子的洛伦兹力使电子聚集在导体板
的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成
电场。电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的电场力。当电
场力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上、下两侧面之间就会
变速度大小
也可以改变电荷运动的方向
电场方向相反
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【课堂练习】如图，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，
带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小 F，并指出洛伦兹力的方向。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
三、洛伦兹力的实际应用
果
因
磁场对运动
电荷的作用
洛伦兹力大小和方向有什么规律？
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
一、洛伦兹力的方向
实验：洛伦兹力的方向的判断
猜想：磁场对电流的作用力实质是磁场对运动电荷的作用力，洛伦兹力的方
向可以用左手定则判定。
如何用实验验证这一猜想？
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
实验现象
实验结论表明：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
注意:
1.当v∥B 时，即F洛＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
2.当电荷静止于磁场中时（v =0）: F洛＝0 (即静止电荷不受洛伦兹力)
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
洛伦兹力和电场力的比较

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

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

第1章 2 《磁场对运动电荷的作用力》课件ppt

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

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)

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

1.2磁场对运动电荷的作用力课件ppt-高二下学期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课件ppt-高二下学期物理人教版选择性必修第二册

安培力方向的判断： 左手定则 探究2：洛伦兹力的方向和什么有关？
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
（1）通电导线所受的安培力
θ =90°时（v⊥B）：F洛=qvB
探究2：洛伦兹力的方向和什么有关？
（1853 ─ 1928）
安培力大小的计算： F=BIL (B⊥I) 1、如果要是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？
洛伦兹力方向与磁场方向有关。
磁场对运动电荷有力的作用。
洛伦兹力的方向：左手定则 导体中的电流是由电荷的定向移动产生的
F=0 (B∥I)
F=BILsinθ (B与I夹角为θ)
温故知新—电流
电流是如何形成的？
➢ 导体中的电流是由电荷的定向移动产生的 ➢ 磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动
2. 磁场对运动电荷的作用力
1
崇德、博学、创新、求实
温故知新—磁场对通电导线的作用力
安培力：
2、电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向？
F=BIL (B⊥I)
（1）通电导线所受的安培力
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，电流大小为I，单位体积内的自由电荷数为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。
形成的，由此你想到了什么？
【猜想】磁场可能对运动电荷有力的作用！
实验探究—电子束在磁场中偏转
探究1：磁场对运动电荷是否有力的作用?
实验探究—电子束在磁场中偏转
探究1：磁场对运动电荷是否有力的作用?
实验现象 在没有外磁场时，电子束沿直线运动； 将磁铁N极靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
实验探究—电子束在磁场中偏转
探究2：洛伦兹力的方向和什么有关？

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第一章 安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第一章 安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力

A.电子经过磁场速度增大
D B.偏转磁场的方向水平向右
C.偏转磁场的方向垂直于纸面向里
D.偏转磁场的方向垂直于纸面向外
[解析] 电子经过磁场，洛伦兹力不做功，则动能不变，即速度大小不变，故A错误；
欲使电子束打到荧光屏上的A点，则洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，偏转磁
场的方向垂直于纸面向外，故B、C错误，D正确。
5.洛伦兹力与安培力的关系
分类
洛伦兹力
安培力
单个运动的带电粒子所受到的磁场的作用力 通电导线所受到的磁场的作用力
区别
不做功
可以做功
（1）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； 联系
（2）方向关系：洛伦兹力与安培力的方向均可用左手定则进行判断
例题1 [2023江苏常州月考]下列各图反映的是带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方 向做匀速圆周运动的情况，其中正确的是( D )
C.电子将向上偏转，速率变小
D.电子将向下偏转，速率不变
[解析] 根据安培定则可知导线下方磁感应强度方向垂直于纸面向外，再根据左手定则
可知电子将向上偏转，由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变，B正确。
D A.小球的速度相同 B.细线所受的拉力相同 C.小球所受的洛伦兹力相同 D.小球的向心加速ห้องสมุดไป่ตู้相同
续表
物理观念：建立带电粒子在磁场中会做曲线运动的基本观念。 科学思维：通过电流微观表达式结合安培力公式综合分析、推导洛伦兹力表达 学科 式。 核心 科学探究：通过实验初步认识到带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，并通 素养 过控制变量法初步认识洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关。 科学态度与责任：认识到带电粒子在磁场中的偏转在科技上的应用。

物理人教版(2019)选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力(共23张ppt)


三、电子束的磁偏转
如图所示为显像管原理示意图，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。
(1)如果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)如果要使电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向里
二、洛伦兹力的大小
导线中的电流方向与磁场方向垂直时，导线中电荷运动的方向也与 磁场的方向垂直。既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，那么如何由 安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式？
[梳理与总结]
1.当v⊥B，F＝ qvB ，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大. 2.当v∥B，F＝ 0 ，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力. 3.当v与B成θ角时，F＝ qvBsin θ .
三、电子束的磁偏转
(3)如果要使电子束在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场 应该怎样变化？
先垂直纸面向里并逐渐减小至零，后垂直纸面向外并逐渐增大
[梳理与总结] 1.构造：电视显像管主要由 电子枪 、偏转线圈 和 荧光屏 三部分组成. 2.原理：电子显像管应用了电子束 磁偏转 的原理. 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 不断变化 ，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动.电子束从最 上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行 50 场扫描.
无
方向
左手定则 F⊥Bv平面
正电荷受力方向与电场方向一致， 负电荷受力方向与电场方向相反
大小
做功 情况
F洛 = qvBsin θ 一定不做功
F＝qE
可能做正功，可能做负功， 也可能不做功
5.(多选)(2023·广东惠州高二统考期中)如图所示，质量为m的带电绝缘 小球(可视为质点)用长为l的绝缘细线悬挂于O点，在悬点O下方有匀强 磁场。现把小球拉离平衡位置后从A点由静止释放，则下列说法中正确

1.2磁场对运动电荷的作用力 课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册


洛伦兹力
1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向：
F
洛伦兹力的方向
判断安培力的方向
正电荷定向移动的方向
左手定则：磁感线穿掌心，四指指向 电流的方向，大拇指
所指的方向就是安培力的方向。
判断洛伦兹力的方向
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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷
（2） 若 A、B 两板相距为 d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为 B，等离子 体以速度 v 沿垂直于 B 的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大？
F洛
F洛
结
束
原理图
磁液体发电机
等离子体
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距；v:离子的速率)
典例：一种用磁流体发电的装置如图 所示。平行金属板 A、B 之间有一个很强的磁场。 将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B 两板间便产生电压。如果把 A、B 和用电器连接，A、 B 就是一个直流电源的两个电极。 （1） A、B 板哪一个是电源的正极 ?
电子束的磁偏转
洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时， 因受到洛伦兹力的作用，就会发生偏转。显像管电视机中就应用了电子束 磁偏转的原理。
典例：如图所示，没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中 的O点，加磁场后电子束打在荧光屏O点上方的P点，则所加磁场 的方向可能是( B ) A．垂直于纸面向里 B．垂直于纸面向外 C．平行于纸面向上 D．平行于纸面向下
运动的方向（负电荷运动的反方向），这时拇指所指的方向就是运
动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件-2023年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

电子论的创始人、相对论
中洛伦兹变换的建立者，
1902年获得诺贝尔物理学
奖。
洛伦兹力的方向怎么判断？
（1853—1928）
探究洛伦兹力的大小
V2
V1
洛
问题:若带电粒子不垂直射入磁场,
粒子受到的洛伦兹力大小怎么求?
洛伦兹力的方向
左手定则
掌心 —— 磁感线垂直穿入掌心
四指 —— 指向正电荷运动的方向
指向负电荷运动的反方向
1.2 磁场对运动电荷的作用力
1、安培力的定义： 磁场对通电导线的作用力
方向：
左手定则
大小：
F=ILB
2、运用左手定则判断安培力的方向
I
F
I
F
电流是电荷的定向移动形成的
磁场对电流的作用力称为安培力
B
F？
v
思考：磁场对
运动电荷是否
有力的作用？
洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的作用力,叫做洛伦兹力。
荷兰物理学家，他是
拇指 —— 指向洛伦兹力的方向
洛伦兹力的大小理论推导
求单个载流
子受力
F安
F洛
N
导体中载流
子数目
载流子总数N ？
设：载流子密度：n
N nLS
载流子带电量：q
导体横截面积：S
载流子速率：v
电流的微观
表达式
I nqvS
新知讲解
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
稍向东偏转
稍向西偏转
稍向北偏转
多谢欣赏！
课堂练习
1.判断下图洛伦兹力的方向
B
v
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提示：因为地球周围存在着磁场，宇宙空间的带电粒子在 经过地球磁场时，由于受到洛伦兹力的作用而发生偏转，故不 能直射向地球．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
提示：由于电视机的显像管是利用磁场对电子束偏转原理 工作的，如果将磁铁靠近荧光屏，会影响电子束的偏转方向， 进而使得图像变形或变色．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
目前，电视机已走进了家家户户，给人们的生活带来了巨 大的变化．足不出户便可欣赏到千里之外奥运赛事的精彩直播！ 电视机正在播放节目时，不能将磁铁靠近荧光屏！你知道这是 为什么吗？
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT) 1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
2．洛伦兹力与安培力的关系 (1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，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．而洛伦兹力是安培力的微观本质． (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． (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．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT) 1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT) 1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
考点一 洛伦兹力的方向和大小
1．洛伦兹力的方向 (1)决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)、 速度方向、磁感应强度的方向． (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 F 洛⊥B，F 洛⊥v，即 F 洛垂直于 B 和 v 两者决定的 平面．即洛伦兹力方向一定垂直于磁感应强度 B 和速度 v 的方 向，但速度 v 的方向和磁感应强度 B 不一定垂直．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
3．由安培力公式推导洛伦兹力公式 设导体单位体积内自由电荷数为 n，自由电荷的电荷量为 q， 定向移动的速度为 v，设长度为 L 的导线中的自由电荷在 t 秒内 全部通过面积为 S 的截面 A，如图所示，设通过的电荷量为 Q， 有 Q＝nqSL＝nqS·vt，导线与磁场垂直．
2．洛伦兹力的方向
用左手定则来判断：伸开左手，使拇指与其余四根手指垂
直，并且都与手掌在同一平面内；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
就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦
兹力的方向．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
(2)特殊情况 ①当 θ＝90°即 v⊥B 时，F＝ qvB . ②当 θ＝ 0°或 180°，即 v∥B 时，F＝0
即 v 与 B 平行时，运动电荷不受洛伦兹力．
4．洛伦兹力不做功 洛伦兹力的方向既 垂直 于磁场，又 垂直 于电荷运动的
速度，根据做功的条件可以推断：洛伦兹力对运动电荷 不 做功．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
第一章
磁场
2 磁场对运动电荷的作用力
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
1．洛伦兹力 (1)定义：磁场对
运动电荷
的作用力．
(2)与安培力的关系：安培力是大量运动电荷受到洛伦兹力 的 宏观 表现．
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5．电视显像管的工作原理 电视显像管应用了电子束 磁偏转 的道理． 显像管中有一个 阴极 ，工作时它能发射 电子 ，荧 光屏被电子束撞击就能发光．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 都在不断地
变化．
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
太阳发射出的带电粒子以 300～1 000 km/s 的速度扫过太阳 系，形成“太阳风”(如图所示)．这种巨大的辐射经过地球时， 为什么不能直射地球？
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT) 1-2磁场对运动电荷的作用力—人教版 （2019 ）高中 物理选 择性必 修第二 册课件 (共62 张PPT)
3．洛伦兹力的大小
(1)公式：F＝
qvBsinθ .
式中 θ 为 v 与 B 的夹角．