第 5 节 磁场对运动电荷的作用力新课教学过程二进行新课如图 1 所示，AB 导体杆的两端分别用细线悬挂于 O1、O2两点，AB 导体杆处于竖直向下的匀强磁场中。提问：当开关闭合时，原本处于静止状态的导体杆状态将如何？通电直导线在垂直于自身的匀强磁场中会受到安培力的作用。依据左手定则，AB 导体杆受到一个垂直黑板向外的安培力，因此 AB 导体杆将向黑板外的方向运动。1．分析那么，安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受到安培力。开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？开关闭合后，AB 中有定向移动的电荷，此时 AB 导体杆受到安培力。开关断开后，AB中没有定向移动的电荷，AB 导体杆不受安培力。2．猜测运动电荷在磁场中会受到磁场力，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现。3．实验（观察）实验目的是检验我们的猜测。因此，必须先提供运动电荷和磁场。此外，如何显示带电粒子的运动也是需要认真考虑的问题。解决方案：感应圈产生高压，加在机械效应阴极射线管上可观察到叶轮发光并转动。若高压反向，则叶轮向相反方向转动。这样的方法得到带负电的粒子流——阴极射线。用改进的装置，直进阴极射线管进行实验。介绍仪器结构后，外加高压，出现一条亮线。加外部磁场并观察现象：亮线发生偏转。猜测得到验证。亮线表示的是带负电粒子流的运动轨迹，在外部磁场的作用下运动方向发生变化，表明其有加速度，进一步判定带负电粒子受到力的作用。改变磁场的方向，观察磁场力的方向。研究磁场方向与磁场力方向的关系并检验左手定则是否适用。4．理论推导洛仑兹力：运动电荷在磁场中所受到的力叫做洛仑兹力。依据安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现，可利用安培力计算单个运动电荷受到的洛仑兹力的大小 f。在恒定电流中，自由电荷的定向运动可视为速度为 v 的匀速运动，引入分析：截取两横截面 A 和 B，当 AB 导体杆中流过恒定电流 I 时，经历时间 t0，则有 N个带电量为 q 的粒子通过 A 截面且必定有相同的 N即洛仑兹力的大小等于带电粒于的电量 q、电荷的速度大小 v、磁感应强度 B 以及速度与磁感应强度方向间夹角 θ 的正弦 sinθ 的乘积。在 q、v 保持不变的前提下，洛仑兹力的大小随着磁感应强度的大小以及速度与磁感应强度方向间夹角 θ 的变化而变化。θ=90°即速度方向与磁感应强度垂直，洛仑兹力最大；θ=0°或 θ=180°即速度方向与磁感应...
