1、第五节 研究洛伦兹力
【教学目标】
1．通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用．
2．知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向．(重点)
3．掌握洛伦兹力公式的推导过程．会用公式求洛伦兹力．(重点和难点)
【课堂教学】
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____ _______的作用力公式，人们称这种力为洛伦兹力．
2．实验表明：当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，运动电荷受到的洛伦兹力为____．当运动电荷的速度方向与磁场方向垂直时，运动电荷受到的洛伦兹力的方向既与磁场方向___ __，又与速度方向__ _
2、．
3．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____ ___运动的方向，那么，__ ___所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力，方向跟沿相同方向运动的正电荷所受力的方向__ ___.
4．关于洛伦兹力方向的说明：
⑴在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，四指不一定指向电荷的运动方向。对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向．
⑵洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方
3、向和磁场方向所决定的平面，f、B、v三者的方向关系是：f⊥B，f⊥v，但B与v不一定垂直．
⑶洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小．
【堂上练习】
1．(单选)如图所示的磁场B、电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图中,画得正确的是(其中B、f、v两两垂直)( )
2．(单选)下列说法正确的是( )
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．洛伦兹力既
4、不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度
D．洛伦兹力对带电粒子不做功
3．（双选）将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射人磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，在磁极配置如图所示的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．金属板A上聚集正电荷，金属板B上聚集负电荷
B．金属板A上聚集正电荷，金属板B上聚集正电荷
C．金属板B的电势高于金属板A的电势
D．通过电阻R的电流方向由A到B
二、洛伦兹力的大小
1．实验表明：电流在磁场中受到安培力，运动电荷在磁场中受到洛伦兹力．
5、可以推测,安培力可以看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的____________．
2．公式推导：设有一段长度为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，则导线中的电流为I＝______，将通电直导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力F安＝BIL＝_________，这段导线中含有的运动电荷数为nLS，所以f＝＝____.
综上可知，当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力f＝_____.
3．洛伦兹力的大小
(1)公式f＝qvB.
(2)条件：电荷运动方向与磁场方向垂直
6、．
(3)注意问题
①当电荷运动方向与磁感线平行时，电荷不受洛伦兹力作用．
②当电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷所受洛伦兹力最大．
特别提醒：在实际问题中，由于原子核、离子和电子等微观粒子的重力远小于洛伦兹力，所以往往忽略它们的重力．而对于在磁场中运动的液滴、小球，其重力不可忽略。
4．（单选）质量为m，电量为q的电荷，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的洛伦兹力大小为（ ）
A． B． C． D．
5．有一匀强磁场，磁感应强度为1.0T，沿水平方向由南指向北，如果有一速度为5.0×105m/s的质子沿竖直向下的方向进入磁场，求质子所受洛伦兹力的大小。质子进入磁场时将向哪个方向偏转？
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