第五节 研究洛伦兹力
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道什么是洛伦兹力.2.知道洛伦兹力公式及洛伦兹力做功的特点．
科学思维：1.会用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.掌握洛伦兹力的推导过程，会计算洛伦兹力的大小.3.会分析洛伦兹力作用下带电体的运动．
一、洛伦兹力的方向
1．洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力．
2．洛伦兹力的方向：
(1)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．运动的负电荷受力的方向与相同方向运动的正电荷受力的方向相反．
(2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直，洛伦兹力只改变带电粒子的速度的方向，不改变速度的大小，对电荷不做功(选填“做功”或“不做功”)．
二、洛伦兹力的大小
1.洛伦兹力公式的推导：设有一段长为l的通电导线(如图1)，横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的平均速度为v，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中．
导体所受安培力F＝BIl
导体中的电流I＝nqvS
导体中的自由电荷总数N＝nSl
由以上各式可推得，每个电荷所受洛伦兹力的大小f＝＝qvB.
图1
2．公式：f＝qvB.
3．适用条件：电荷运动方向与磁场方向垂直．
1．判断下列说法的正误．
(1)运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力．(×)
(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同．(√)
(3)洛伦兹力在匀强磁场中一般是变力，而电场力在匀强电场中是恒力．(√)
(4)洛伦兹力同电场力一样，可对运动电荷做正功或负功．(×)
(5)洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力永远不做功．(√)
2.阴极射线管中电子流向由左向右，其上方放置一根通有如图2所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将向________偏转．
图2
答案 下
一、洛伦兹力的方向
如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中发生了向下偏转，试问：
(1)什么力使电子向下偏转？该力的方向如何？
(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？
答案 (1)洛伦兹力 向下
(2)磁场方向向里 电子所受洛伦兹力与磁场方向垂直，与电子运动方向垂直，满足左手定则
