1、第一章第一章 安培力安培力与洛伦兹力与洛伦兹力第二节第二节 磁场磁场对运动电荷的作用力对运动电荷的作用力第二节|磁场对运动电荷的作用力核心素养点击物理观念通过观察电子束在磁场中偏转的演示实验，感知磁场对运动电荷的作用力，即洛伦兹力；通过类比通电导线受安培力作用，学会利用左手定则判定洛伦兹力的方向；了解磁电式电流表的工作原理科学思维让学生认真体会科学研究最基本的思维方法，即“推理假设实验验证”。科学探究通过演示实验归纳、总结洛伦兹力的方向与电荷、磁场方向的关系一一左手定则科学态度与责任通过对洛伦兹力对运动电荷永不做功的理解，进一步培养学生应用数学知识解决物理问题的能力思维导图新课引入新知初感悟回
2、忆电荷的定向移动形成电流，磁场对电流有力的作用即安培力，安培力的方向可以用左手定则来判定。磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，那么，这个力可不可能是作用在运动电荷上的，而安培力则是作用在运动电荷上的力的宏观表现呢？回忆左手定则的内容电视显像管中的电子只是细细的束，为什么能使整个屏幕发光？从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？【演示】观察电子束在磁场中的偏转 如图所示，玻璃管已经抽成真空，当左右两个电极分别连接到高压电源两极时，阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线
3、，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。 没有磁场时，电子束呈一条直线。用一个磁铁在电子束的路径上施加磁场，尝试用不同方向的磁场对电子束的径迹施加影响，从而判断运动的电子在不同方向的磁场中的受力方向。【思考】 我们曾经用左手定则判定安培力的方向，那么，能不能用类似的方法判定运动电子(电子束)的受力方向呢？ 如果运动的电荷不是电子，而是带正电的粒子呢？ 请同学们描述实验现象，并根据实验现象回答问题。【小组讨论】现象：在没有外加磁场时，电子束沿直线运动。在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲。改变磁场方向，电子束会向相反方向弯曲。结论：磁场对运动电荷有力的作用。洛伦兹力的定义：运动电
4、荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力宏观表现。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。安培力与洛伦兹力的比较【思考】导线中带电粒子的定向移动形成了电流。电荷的定向移动时所受的洛伦兹力的合力，表现为导线所受的安培力。那么，洛伦兹力的表达式是否可以通过安培力的表达式推导出来？ 洛伦兹力的特点：（1）运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力。（2）洛伦兹力的大小和方向都与带电位子的运动状态有
5、关。（3）洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变运动电荷的速度大小，只改变运动电荷的速度方向。【典例一】 1、在如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )A. B. C. D. 解题思路：由左手定则可知，A图中粒子所受洛伦兹力竖直向下，故A错误；由左手定则可知，B图中粒子所受洛伦兹力竖直向上，故B正确；由左手定则可知，C图中粒子所受洛伦兹力垂直纸面向里，故C错误；由左手定则可知，D图中粒子所受洛伦兹力垂直纸面向外，故D错误.答案：B电子束的磁偏转显像管 电视显像管的构造：如图所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。 电视显像管的原理：1、电子枪发射电子2、电子束在磁场中偏转
6、3、荧光屏被电子束撞击发光 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从上向下、从左向右不断移动。带电粒子在电磁复合场中的运动【典例二】 2、如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。初速度不计的电子经加速电场加速后进入有限边界的匀强磁场中发生偏转，最后打在荧光屏上。如果发现电视画面幅度与正常的相比偏小，则引起这种现象可能的原因是( )A.电子枪发射能力减弱，电子数量减少B.加速电场的电压过低，电子速率偏小C.偏转线圈局部短路，线圈匝数减少D.偏转线圈中电流过大，偏转线圈的磁感应强度增强解题思路：电视画面幅度比正常的偏小，是由于电子
7、束的偏转角减小，即电子束的轨道半径增大。电子在磁场中偏转时的半径 ，当电子枪发射能力减弱，发射的电子数量减少时，由于运动的电子速率及磁感应强度不变，所以不会影响电视画面幅度的大小，故A错误；当加速电场电压过低，电子速率偏小时，会导致电子运动半径减小，从而使偏转角度增大，导致画面幅度与正常的相比偏大，故B错误；当偏转线圈局部短路，线圈匝数减少时，会导致偏转线圈的磁感应强度减弱，从而使电子运动半径增大，电子束的偏转角减小，则画面幅度与正常的相比偏小，故C正确；当偏转线圈中电流过大，偏转线圈的磁感应强度增强时，会导致电子运动半径变小，所以画面幅度与正常的相比偏大，故D错误。答案：C【基础练习】1、如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线(电子流)将( ) A.向纸内偏转 B.向纸外偏转C.向上偏转 D.向下偏转 答案：C 解析：电流的周围存在磁场，根据右手螺旋定则判断出阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外，阴极射线(电子流)从负极流向正极，根据左手定则，电子所受洛伦兹力方向向上，所以阴极射线向上偏转，C正确。
