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磁场对运动电荷的作用力 编稿：周军　　　审稿：李勇康 【学习目标】【要点梳理】洛伦兹力的大小和方向，式中的N是导体中的定向运动的电荷数。3．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。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。4．洛伦兹力的大小　　洛伦兹力的大小用公式来计算，其中为电荷速度方向与磁感应强度方向的夹角。　　（1）当运动电荷运动方向与磁感应强度方向垂直时：F=qvB；　　（2）当运动电荷运动方向与磁感应强度方向平行时：F=0；　　（3）当电荷在磁场中静止时：F=0。要点二、对洛伦兹力的理解时，电荷所受洛伦兹力的计算公式为： 。　　（3）当v=0时，F=0。即磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力。这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力作用是不同的。3．洛伦兹力与安培力、电场力有何区别和联系　　（1）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，而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；　　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，一般只有当导体静止时才能这样认为；　　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、不可分割的联系，也有显著的区别。　　（2）洛伦兹力与电场力的比较　　这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场都有力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的。 　 洛伦兹力 电场力 作用对象 仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力 带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力 大小、方向 ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断 F=qE，F的方向与E同向或反向 特点 洛伦兹力永不做功 电场力可做正（或负）功 要点三、电视机显像管的工作原理4．工作过程　　电视机显像管发射电子，在加速电场中被加速后进入偏转磁场。在偏转磁场的作用下，电子束在荧光屏上扫描。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机中每秒要进行50场扫描，加上人的“视觉暂留”，所以我们感到整个荧光屏都在发光。【典型例题】 类型一、 对磁场力的基本认识 例1、 在磁感应强度为曰的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入一段通电导线．若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电荷量为q．则每个电荷所受的洛伦兹力f=________，该段导线所受的安培力为F=________。 【答案】 qvB NqvB 【解析】 垂直于磁场方向运动的带电粒子所受洛伦兹力的表达式为f=qvB，导体在磁场中所受到的安培力实质是导体中带电粒子所受洛伦兹力的宏观体现，即安培力F=Nf=NqvB． 【总结升华】 解题时要明确安培力是洛伦兹力的宏观体现．洛伦兹力是安培力的微观解释． 类型二 、洛伦兹力的方向 例2、 在真空中的玻璃管中，封有两个电极，当加上电压后，会从阴极射出一束高速电子流，射向阴极，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图所示，则阴极射线将会（ ） A．向上偏斜 B．向下偏斜 C．向纸内偏斜 D．向纸外偏斜 【思路点拨】分别用左、右手定则判断磁场方向和洛伦兹力。 【答案】 A 【解析】 本题考查左、右手定则判断磁场方向和洛伦兹力．根据安培定则判定通电导线周围磁场方向下部分向外；根据左手定则判断阴极射线在磁场中受力方向向上，故正确答案为A． 【总结升华】 阴极射线是电子流，电子带负电，应用左手定则时应将四指指向电子束运动相反的方向．即负电荷受力的方向和正电荷受力的方向相反． 举一反三 【高清课程：磁场对运动电荷的作用 例题1】 【变式】如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射管的A、B两极分别接在直流高压电源的______极和_______极.此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”、“向下”或“不”)。 【答案】负 正 向下 类型三、 洛伦兹力的大小 例3、 在如图所示的各图中，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，并标出洛伦兹力的方向． 【答案】 见解析 【解析】 （1）因v⊥B，所以F=qvB，方向与v垂