2020年解放军文职招聘考试必备物理常识：《洛伦兹力的方向》

环节一：导入新课

教师播放极光短片，介绍这些极光一般是出现在地球的南、北极地区，极光是来自大气外的宇宙射线(即一束束高速带电粒子流)撞击大气中的粒子(氧、氮原子)，使之电离发光。从四面八方射向地球的带电粒子，只有南北两极附近的粒子可以到达地球，其余的粒子则由于受到地球磁场的作用运动方向发生了改变，无法到达地球。在学生理解极光的产生原理后，提出问题：带电粒子在地球磁场的作用下运动方向为什么会发生了改变?在学生讨论的基础上引出课题《洛伦兹力的方向》。

环节二：新课讲授

【模块1】洛伦兹力

提出问题(结合旧知)：安培力是什么?学生会想到安培力是电流在磁场中受到的磁场的作用力。追问：导线中电流的本质是什么?运动的电荷单独挡在磁场中，是否也会受到力的作用?

问答：学生知道电流的本质是电荷的定向移动形成的，可能会想到运动的电荷在磁场中也会受到力的作用。由此教师讲解，荷兰物理学家洛伦兹在1895年发表了磁场对运动电荷的作用力公式，称这种力为洛伦兹力。

【模块2】洛伦兹力的方向

提出问题(直接提问)：洛伦兹力的方向是怎样的?与什么因素有关?

多媒体演示：教师进行介绍实验器材，图中的玻璃管是一个抽成真空的阴极射线管，从阴极发射出来的电子束(称为阴极射线)，在阳极和阴极间的高电压作用下，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示出电子束运动的径迹。

介绍完相应的工作原理后，提出以下问题，学生观察并思考：

(1)在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的，如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间，让电子运动方向与磁场方向垂直，荧光屏上显示的电子束运动的径迹发生了弯曲(如图3-5-3所示)，思考一下，这说明了什么?(电子运动方向与磁场方向垂直时，电荷在磁场中受到力的作用)

(2)当磁场方向改变时，请你观察，电子束运动的径迹弯曲的方向是否改变?(会改变)

根据上面分析，教师介绍，实验表明：

(1)当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，运动电荷受到的洛伦兹力为零。

(2)当运动电荷的速度方向与磁场方向垂直时，运动电荷受到的洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与速度方向垂直。

【模块3】左手定则

提出问题(直接提问)：如何利用磁场方向和电荷运动方向判断洛伦兹力?

教师讲解：可以用左手定则进行判断，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，让磁感线垂直穿入手心，四指指向为正电荷运动的方向，那么，拇指所指方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向，运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力，方向跟沿相同方向运动的正电荷所受的力的方向相反。

环节三：巩固提高

思考：洛伦兹力对在磁场中运动的带电粒子是否做功?(不做功，因为速度方向与受力方向垂直)

环节四：小结作业

学生自行总结本节内容，完成课后1、2题。