【原】《磁场对运动电荷的作用力》教学

通过已学的安培力特点推理、验证洛伦兹力特点

一．逻辑推理：磁场对运动电荷有作用力

1. 复习安培力的影响因素

2. 电流的形成

3. 电流是由电荷的定向移动形成的，磁场对群体运动电荷的力为安培力，应该是各个运动电荷单体所受力的合力。

二．实验检验：磁铁对阴极射线的运动的影响

1. 解释说明阴极射线

2. 实验演示：磁铁靠近阴极射线管时，粒子轨迹发生变化。据牛顿运动定律推断，应是受到了磁铁作用力导致。

3.磁场对电流的力命名为安培力；磁场对运动电荷的作用力命名为洛伦兹力。

三．从安培力向推断洛伦兹力方向的判断办法

1. 电流方向的规定：与正电荷定向移动的方向相同。等级于与负电荷定向移动的方向相反。

2. 根据安培力的方向特点推断洛伦兹力的方向特点。

电流方向→+y方向；正电荷运动方向等效为电流方向；负电荷定向运动的反方向等效为电流方向。因此：对于洛伦兹力方向，正负电荷要区别对待，细致区分。

正电荷运动方向→+x方向；

正电荷   磁感应强度方向→+y方向;

洛伦兹力方向→+z方向。

负电荷运动的反方向→+x方向；

负电荷   磁感应强度方向→+y方向;

洛伦兹力方向→+z方向。

总结为教材中的左手定则

四．洛伦兹力大小

1. 磁感应强度方向与电流方向平行时安培力为零。推理得出：带电粒子速度方向与磁感应强度方向平行时洛伦兹力为零。

2. 磁感应强度方向与电流方向垂直时，安培力最大，为BIL。推理得出：磁感应强度方向与带电粒子运动方向垂直时，洛伦兹力最大，具体为多大呢？

试着一算：把安培力看作很多做定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。

  F=BIL

若把这段导线中定性移动电荷的数目知道，则可知道单个电荷所受的洛伦兹力。

构造一个模型来求解洛伦兹力

 

推理过程:

3. 当磁感应强度方向与电流方向既不垂直也不平行，夹角为θ时，同安培力处理方式相同，分解磁感应强度。

通过洛伦兹力演示仪，可调试出磁感应强度与带电粒子速度成不同夹角时粒子的偏转情况。 

五．洛伦兹力的应用

通过磁场也可实现运动的带电粒子的偏转，实际应用中，显像管中的图象就是通过磁场控制带电粒子的偏转来实现的。具体如何控制，且听下节分解。