学案 4 探究洛伦兹力[学习目标定位] 1.通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力.2.会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小.3.知道带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，并会推导其运动半径公式和周期公式．一、洛伦兹力的方向1．磁场对通电导体有安培力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的．由此推断：磁场对通电导体的安培力，是由作用在运动电荷上的力引起的．磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力．2．安培力的方向是跟电流方向和磁场方向垂直的．由此推断，洛伦兹力的方向也应跟电荷运动方向和磁场方向垂直．判断洛伦兹力的方向应该根据左手定则．二、洛伦兹力的大小电荷量为 q 的粒子以速度 v 运动时，如果速度方向与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受的洛伦兹力为 f＝qvB.三、带电粒子的轨道半径和周期1．当一个带电粒子垂直射入匀强磁场中时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，将做匀速圆周运动．2．由 qvB＝得，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径 r＝，进一步得周期 T＝.一、洛伦兹力的方向[问题设计]如图 1 所示，我们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影响．那么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？图 1答案 左手定则．[要点提炼]1．洛伦兹力的方向可以根据左手定则来判断，四指所指的方向为正电荷的运动方向 (或为负电荷运动的反方向)，拇指所指的方向就是运动的正电荷(负电荷)在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与同方向运动的正电荷受力的方向相反．2．洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于 v 和 B所决定的平面(但 v 和 B 的方向不一定垂直)．由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷不做功(填“做功”或“不做功”)，洛伦兹力只改变电荷速度的方向而不改变其速度的大小．二、洛伦兹力的大小1[问题设计]如图 2 所示，将直导线垂直放入磁场中，直导线中自由电荷的电荷量为 q，定向移动的速度为v，单位体积的自由电荷数为 n，导线长度为 L，横截面积为 S，磁场的磁感应强度为 B.图 2(1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力多大？(2)长为 L 的导线中含有的自由电荷数为多少？如果把安培力看成是每个自由电荷所受洛伦兹力的合力，则每个自由电荷所受洛伦兹力是多少？答案 (1)I＝nqvS F＝BIL＝BnqvSL(2)N＝nSL f＝＝qvB[要点提...
