四 磁场对运动电荷的作用
1.基本知识
(1)定义
磁场对__________的力叫洛伦兹力．
(2)洛伦兹力与安培力的关系
通电导线受到的安培力，是导线中定向运动的电荷受到的洛伦兹力的_________．
洛伦兹力
运动电荷
宏观表现
(3)洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向遵循_____定则．即伸开_____，使拇指跟其余四指_____，并且都跟手掌在同一个_____内，让磁感线穿入手心，并使四指指向________运动的方向，那么，_____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；负电荷的受力方向与正电荷的受力方向______．
左手
左手
垂直
平面
正电荷
拇指
相反
2．思考判断
(1)静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力．(√)
(2)电荷若沿磁场方向运动不受洛伦兹力．(√)
3．探究交流
洛伦兹力与安培力有何关系？
【提示】　安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质.
1.基本知识
(1)电视机显像管中电子束的偏转利用的就是_________在磁场中受到_________的道理来工作的．
(2)显像管中有一个阴极，工作时它能发射_____，荧光屏被电子束撞击就能发光．电子束经过_______偏转磁场和______偏转磁场，且偏转磁场的强弱都在_________，因此电子束打在荧光屏上的光点_________．
显像管的工作原理
运动电荷
洛伦兹力
电子
水平
竖直
不断变化
不断移动
2．思考判断
(1)电视机显像管中电子束的偏转是利用洛伦兹力．(√)
(2)电子束撞击荧光屏时荧光屏会发光．(√)
3．探究交流
磁场对运动电荷的作用是什么？
【提示】　运动电荷在磁场中会受力，叫做洛伦兹力.
【问题导思】
1．洛伦兹力与安培力有什么关系？洛伦兹力有什么特点？
2．洛伦兹力与电场力有什么区别？
洛伦兹力的理解
1．洛伦兹力与安培力的关系
通电导线受安培力是内部大量定向移动电荷受洛伦力的宏观表现；而洛伦兹力是安培力的微观本质．
2．洛伦兹力的作用特点
由于洛伦兹力遵守左手定则，其方向总是与电荷的运动方向垂直，因此洛伦兹力只改变速度方向不改变速度大小，对运动电荷不做功．
3．洛伦兹力和电场力的比较
1．电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力．
2．洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无必然联系．
(2013·海口检测)如图2－4－1所示，一细线悬吊小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直平面内摆动，C点为小球运动的最低位置，则(　　)
图2－4－1
A．小球从等高的A点、B点分别摆至 C点时速度大小相等
B．小球从与A等高的B点摆至C点时比从A点摆至C点时速度大
C．如果小球带正电，则小球从A点摆至C点的速度比从 B点摆至C点时大
D．如果小球带负电，则小球从A点摆至C点的速度比从 B点摆至C点时大
【解析】　由于洛伦兹力对运动小球不做功，所以不论是正电荷还是负电荷，不论是从A点还是从B点摆至C点，机械能均守恒，所以B、C、D错，A对.
【答案】　A
1．关于电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是(　　)
A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，不可能受到磁场力
B．电场对在其中的电荷一定会做功，而磁场力对其中的电荷都不会做功
C．电场力和洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上
D．只有运动的电荷在磁场中才可能受到洛伦兹力的作用
【解析】　电荷在电场中一定受到电场力的作用，但只有运动的电荷才可能受到磁场力的作用，洛伦兹力永远不做功．
【答案】　AD
【问题导思】
1．磁场对其中运动电荷的作用是什么？
2．显像管如何利用磁场对运动的电荷作用的？
电子束的磁偏转及其应用
1．电子束的磁偏转
电子束在磁场中运动时，若速度方向与磁场方向垂直根据左手定则，运动电荷所受洛伦兹力方向始终与其速度方向垂直．因此洛伦兹力不能改变运动电荷速度的大小，只能改变运动的方向，使其发生偏转．
2．显像管的工作原理
(1)工作原理：显像管工作时，阴极发射电子，加速后电子在偏转电场、磁场作用下打到荧光屏上不同位置，荧光屏因大量电子撞击发光而形成图像．
(2)扫描：电子束打在荧光屏上的光点，按一定规则不断在水平方向、竖直方向移动叫扫描．电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场，电视机中每秒要进行50场扫描．
如图2－4－2所示，电视机显像管中的电子束向上偏转，则管颈处的偏转线圈所提供的磁场是什么方向？
图2－4－2
【解析】　电子束在磁场中偏转，根据左手定则可判断出偏转线圈提供的磁场方向为垂直于线面向外．
【答案】　垂直于纸面向外
2．如图2－4－3所示，如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线，电流方向如图所示，电子射线将朝什么方向偏转？电流反向后情况会如何？想一想：为什么禁止将磁铁靠近正在播放节目的电视机？
图2－4－3
【答案】　向下偏转　向上偏转　电视机显像是靠电子轰击荧光屏产生的，磁场将影响电子运动的轨迹，影响图象质量．
1．在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是(　　)
【解析】　由左手定则可以判定A、B、D正确，只有C不对，当电荷运动的方向与磁场平行时不受洛伦兹力．
【答案】　C
2．关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．F、B、v三者必定均保持垂直
B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v
C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v
D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B
【解析】　据左手定则可知F垂直于B、v形成的平面，即F既垂直于B，又垂直于v，但v与B的方向不一定垂直．
【答案】　B
3．一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则(　　)
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行
C．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直
D．此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直
【解析】　依据对洛伦兹力的说明可知：当v的方向与磁感应强度B的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力的作用，带电粒子仍然以速度v做匀速直线运动．因此一个电子穿过某一空间而未发生偏转不能说此空间一定存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行，或者说明此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零．因此，本题的正确选项为B、D.
【答案】　BD
4．(2012·广东学业水平测试)有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(　　)
A．通电直导线在匀强磁场中不一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷受洛伦兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
【解析】　由左手定则和洛伦兹力的特点可知C、D错，A、B正确．
【答案】　AB