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！同學們好，請坐。我們來看這幅圖片，這是什么啊，嗯，有的同學知道，這是極光。我相信絕大部分同學只在電視上、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的帶電高能粒子被地磁場導引帶進地球大氣層，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)課我們就來學習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現(xiàn)象的實驗，大家來看這個視頻。陰極射線管和感應相連，感應轉現(xiàn)象的實驗，大家來看這個視頻。陰極射線管和感應相連，感應圈產生的高電壓會使陰極射線管中產生陰極射線。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，大家注意觀察實驗現(xiàn)象。一會我們請同學來說一下。嗯，王浩同學非常積極，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。非常好，請坐。其他同學還有補充嗎？嗯，李偉同學。哦，李偉同學觀察得十分仔細，當磁場的方向是向里時，電子束向下偏轉,磁場的方向向外，電子束向上偏轉。非常好，請坐。其他同學還有補充嗎？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，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。我們曾經用左手定則來判定通電導線在磁場中所受的安培力的方向，通電導線里電流是如何產生的？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，有的同學說可以，有的同學說不可以。大家先別急著下結論，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。我們以磁場的方向向里為例，讓磁感線從掌心進入，四指此時的方向應該是，嗯，我聽到有的同學說運動的方向，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，電子束是向下偏轉的，那這是為什么呢？諛，細心的同學發(fā)現(xiàn)了，電子是帶負電荷的。嗯，實際上，我們四指所指向的方向應該是正電荷運動的方向，而負電荷所運動的方向和正電荷運動的方向是相反的。所以此時四指應該指向左，電子束受到向下的力的作用，因此向下偏轉，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，和實驗現(xiàn)象一致。實際上，通電導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，我們仍然可以用左手定則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，假設兩者之間存在一定的角度，