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第一章
安培力与洛伦兹力
第2节
磁场对运动电荷的作用力
美丽的极光
通过本节课的学习我们将来认识极光的形成原因
我们知道，磁场对通电导线有作用力；我们还知道，带电粒子的定向移动形成了电流。那么，磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？
洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力
极光的形成原因
极光是来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极，当它们进入极地大于80千米的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，从而释放能量，同时产生光芒，形成围绕磁场的大圆圈，它是一种绚丽多彩的发光现象。
阴极射线管——观察电子束运动轨迹的装置
一、洛伦兹力的方向
现象：磁场方向改变时，电子束的偏转也发生改变。
结论：洛伦兹力的方向与磁场方向有关
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷的运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
左手定则：
F
v
-q
负电荷受力方向与正电荷受力方向相反
v
F
v
F
B
v
B
B
Ｆ垂直于纸面向外
Ｆ垂直于纸面向外
B
v
1、以相同速度进入同一磁场的
正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反
2、洛伦兹力的方向垂直于
v
和
B
组成的平面
B
F洛
v
甲
乙
丙
丁
例题1：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
总结：
【安培力与洛伦兹力的关系】
导线中电流的方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为
F=ILB。这种情况下，导线中的电荷定向运动的方向也
与磁场方向垂直。既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，
那么我们是否可以由安培力的表达式推导出洛伦兹力的
表达式？
安培力是洛伦兹力的宏观表现
洛伦兹力是安培力的微观解释
（1）通电导线中的电流
（2）通电导线所受的安培力
（3）这段导线内的自由电荷数
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为
v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
二、洛伦兹力的大小
B
θ为B和v
之间的夹角
V
B⊥
B∥
例题2：速度选择器
F=qvB
F=qE
V=?
在电、磁场中，若不计重力，则：
1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；
2.注意电场和磁场的方向搭配。
三、电子束的偏转
显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理
显像管中有一个电子枪，工作时它能发射高速电子。撞击荧光屏，就能发光。可是很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，要使整个荧光屏发光，就要靠磁场使电子束偏转了。
从图1.2-7中可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，为使电子束偏转，由安装在管颈的磁偏转线圈产生偏转磁场。
1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
2.要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
实际上，偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图1.2-8那样不断移动，这在显示技术中叫扫描。
