第五节 研究洛伦兹力
[学习目标] 1.知道阴极射线是从阴极发射出来的电子束． 2.知道洛伦兹力的方向与电荷运动方向及磁感应强度方向间的关系，会用左手定则判断洛伦兹力的方向．(重点) 3.理解洛伦兹力和安培力的关系，能会推导洛伦兹力的计算公式并会计算洛伦兹力．(重点、难点) 4.知道速度选择器原理．
一、洛伦兹力的方向
1．洛伦兹力
荷兰物理学家洛伦兹于1895年发表了磁场对运动电荷的作用力公式，人们称这种力为洛伦兹力．
2．阴极射线
在阴极射线管中，从阴极发射出来的电子束称为阴极射线．
3．洛伦兹力的方向判定——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，四指指向为正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．
二、洛伦兹力的大小
1．公式推导
如图，有一段长为L的通电导线，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，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＝nqSv．
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为f＝＝qvB．
2．洛伦兹力的计算公式：f＝qvB．
1．正误判断
(1)电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用． (×)
(2)仅在洛伦兹力作用下，电荷的动能一定不会变化． (√)
(3)应用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指一定指向电荷运动方向． (×)
(4)公式f＝qvB，用于任何情况． (×)
(5)洛伦兹力和安培力是性质不同的两种力． (×)
2．(多选)如图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动速度v和磁场对负电荷洛伦兹力F的相互关系图，这四个图中正确的是(B、v、F两两垂直)( )
ABC [根据左手定则，使磁感线垂直穿入手心，四指指向v的反方向，从大拇指所指方向可以判断，A、B、C图中所标洛伦兹力方向正确，D图中所标洛伦兹力方向错误．]
3．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为( )
A．2∶1 B．1∶1
C．1∶2 D．1∶4
C [带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确．]
