【小结】磁电式电流表主要由永磁铁和可转动的线圈组成，线圈在辐向均匀分布的磁场中，磁力矩 和机械力矩 相平衡，通电线圈在匀强磁场中所受磁力矩
（ 为线圈平面与磁场方向间的夹角）
【板书】略 【作业】 【教学后记】
第4节 磁场对运动电荷的作用
一、教学目标
1．知道什么是洛伦兹力，知道电荷运动方向与磁感应强度的方向平行时，电荷受到的洛伦兹力最小，等于零；电流方向与磁感应强度方向垂直时，电荷受到的洛伦兹力最大，等于
．
解答有关问题．
2．会用公式
3．会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题． 二、重点难点 重点：洛伦兹力的大小
及方向判断
难点：用左手定则判断洛伦兹力的方向 三、教与学 教学过程：
磁场对通电导线有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用，通过本节的学习，我们将知道这种想法的正确性，同时可领略科学研究最基本的思维方法：“推理——假设——实验验证”． （一）磁场对运动电荷存在作用力
1．理论探索：安培力→电荷运动时受磁场力→验证． 2．实验论证．
【演示】阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转． 实验表明磁场对运动电荷存在作用力，推理中的假想成立
3．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力． 4．通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现． （二）洛伦兹力的方向
1．推理：左手定则判断安培力方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此可以用左手定则判定洛伦兹力的方向． 2．洛伦兹力的方向由左手定则判定
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，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向．
（1）对于正电荷四指指向电流方向即指向电荷的运动方向． （2）对于负电荷四指指向电流方向即指向电荷运动的反方向． （三）洛伦兹力的大小 1．推导
设有一段长度为L，横截面积为S的导线，导线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，定向移动速率为．这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中所受的安培力
安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数为
，所以洛伦兹力
即速度方向与磁场方向垂直．
．
2．洛伦兹力大小计算式： 3． （1）在
的适用条件： 时，
（2）v与B夹角为 时有： （四）洛伦兹力的特点
1．洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于v和B所组成的平面． 2．洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小． 【例1】带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）
A．只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同
B．如果把＋q改为－q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 C．只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用 D．带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小
【解析】带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关，当 时，不管v、B、q多大，洛伦兹力总为零．将＋q改为－q，且速度等值反向，这时形成的电流方向仍跟原来相同，由左手定则和 正确选项为B
【例2】在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，如图所示，则他们的重力
A． C．
最大 B． 最大 D．
最大 最小
间的关系，正确的是（）
，可知，洛伦兹力不变．
【解析】带电液滴a静止，不受洛伦兹力作用，电场力和重力平衡，
，液滴所受电场力向上，带负电．
液滴b受洛伦兹力（由左手定则判定）竖直向下 液滴c受洛伦兹力竖直向上， 由此可知： 正确选项为CD
【例3】如图所示，摆球带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直
纸面向里，摆球在等高的A、B两点间摆动过程中，若向左运动通过最低点C时，摆线对球的拉力大小为T，摆球的加速度大小为 大小为
，摆球的加速度大小为
；向右运动通过最低点C时，摆线对球的拉力，则（）
A． B． C． D．
【解析】带负电的摆球在运动过程中，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球不管向何方向运动通过最低点时的速率．相等，由向心加速度公式为
．
摆球向左运动和向右运动通过最低点时所受的洛伦兹力方向由左手定则判断得分别向上和向下，对摆球，根据牛顿第二定律得： 以
．
，所
正确选项为B
【讨论】有磁场和没有磁场相比较，摆球运动的周期是否相同． 【例4】如图所示，质量 的小球，带有 水平方向成 的绝缘杆上，小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数 ，这个装置放在磁感应强度 T的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度．
【解析】 ，∴小球可以从静止开始沿杆下滑，由左手定则判断得小球所受的洛伦兹力方向垂直杆向上，随着下滑速度的增大洛伦兹力增大，杆给球的弹力先由垂直杆向上逐渐减小为零，再由垂直杆向下逐渐增大，小球的受力情况如图所示．
由牛顿第二定律得： 而 当
时，即
时，小球的加速度最大， 沿杆向下．（想一想，为什么不是在
时 最大）．
C的正电荷，套在一根与