3.5 運動電荷在磁場中受到的力

§3.5運動電荷在磁場中受到的力師：上課！同學(xué)們好，請坐。我們來看這幅圖片，這是什么啊，嗯，有的同學(xué)知道，這是極光。我相信絕大部分同學(xué)只在電視上、或者是書本上看到過。極光在地球上只出現(xiàn)在南北兩極附近地區(qū)的高空,在夜間出現(xiàn)燦爛美麗的光輝。在最北端的漠河是中國唯一能夠觀測北極光的地方。在太陽系內(nèi)的其它一些具有磁場的行星上同樣也有極光。大家知道這是怎么產(chǎn)生的嗎？要想出現(xiàn)極光，大氣、磁場、高能帶電粒子。這三者缺一不可。地球上的極光是由于來自磁層和太陽風(fēng)的帶電高能粒子被地磁場導(dǎo)引帶進(jìn)地球大氣層，并與高層大氣中的原子碰撞造成的發(fā)光現(xiàn)象。由此我們能知道，帶電粒子在磁場中會受到力的作用，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)運動電荷在磁場中所受到的力。（板書：§3.5運動電荷在磁場中受到的力）因為教室條件的限制，老師在實驗室錄制了陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象的實驗，大家來看這個視頻。陰極射線管和感應(yīng)相連，感應(yīng)轉(zhuǎn)現(xiàn)象的實驗，大家來看這個視頻。陰極射線管和感應(yīng)相連，感應(yīng)圈產(chǎn)生的高電壓會使陰極射線管中產(chǎn)生陰極射線。因為電壓比較高,因此使用時要注意安全，使用完可以用放電管來放一下電。連接好裝備后，閉合開關(guān)，大家注意觀察實驗現(xiàn)象。一會我們請同學(xué)來說一下。嗯，王浩同學(xué)非常積極，你來說。他說，通電后陰極射線管中從陽極像陰極發(fā)射出電子束，是一條直線。用磁鐵靠近陰極射線管，電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。非常好，請坐。其他同學(xué)還有補(bǔ)充嗎？嗯，李偉同學(xué)。哦，李偉同學(xué)觀察得十分仔細(xì)，當(dāng)磁場的方向是向里時，電子束向下偏轉(zhuǎn),磁場的方向向外，電子束向上偏轉(zhuǎn)。非常好，請坐。其他同學(xué)還有補(bǔ)充嗎？沒有了。這說明什么？用磁鐵靠近陰極射線管，電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明了什么呢？對，說明電子束在磁場中受到了力的作用。那運動的電荷在磁場中所受到的力，我們叫它洛倫茲力。（板書：一、洛倫茲力）同學(xué)們思考一下，我們怎樣來判斷運動電子束的受力方向呢？嗯,大家都非常安靜。既然大家都沒有想法，那老師來提示一下。我們曾經(jīng)用左手定則來判定通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力的方向，通電導(dǎo)線里電流是如何產(chǎn)生的？對，是因為電荷的定向移動。那能不能用類似的方法判定運動電子的受力方向呢？詼，有的同學(xué)說可以，有的同學(xué)說不可以。大家先別急著下結(jié)論，我們拿出左手試一試。伸出左手，還是讓拇指和其余四指垂直，并且在同一平面內(nèi)。我們以磁場的方向向里為例，讓磁感線從掌心進(jìn)入，四指此時的方向應(yīng)該是，嗯，我聽到有的同學(xué)說運動的方向，我們來試一試。諛，我們發(fā)現(xiàn)此時拇指的方向是向上的。但是我們所觀察到的實驗中，電子束是向下偏轉(zhuǎn)的，那這是為什么呢？諛，細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)了，電子是帶負(fù)電荷的。嗯，實際上，我們四指所指向的方向應(yīng)該是正電荷運動的方向，而負(fù)電荷所運動的方向和正電荷運動的方向是相反的。所以此時四指應(yīng)該指向左，電子束受到向下的力的作用，因此向下偏轉(zhuǎn)，和我們實驗所觀察到的現(xiàn)象是一致的。那我們再來看磁場方向向外的情況，讓磁感線從掌心進(jìn)入，四指指向正電荷運動的方向，因此是向左的，諛，拇指是向上的，說明電子束受到向上的力的作用，向上偏轉(zhuǎn)，和實驗現(xiàn)象一致。實際上，通電導(dǎo)線在磁場中所受到的安培力，是帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。因此，我們?nèi)匀豢梢杂米笫侄▌t來判定帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力的方向。（板書：左手定則）剛才我們在應(yīng)用左手定則時，磁場的方向和粒子運動的方向是垂直的，那大家思考并討論一下，假設(shè)兩者之間存在一定的角度，