【知識再現(xiàn)】一、洛倫茲力的大小和方向1.定義：磁場對_________的作用力。2．大?。?1)v∥B時，F(xiàn)＝__；(2)v⊥B時，F(xiàn)＝____；(3)v與B的夾角為θ時，F(xiàn)＝_________。如圖所示。
3.方向：(1)判定方法：左手定則掌心——磁感線_____穿入掌心。四指——指向正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動的_______。拇指——指向_________的方向。
(2)方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥v。即F垂直于_____決定的平面。(注意B和v可以有任意夾角)，如圖所示。4.做功：洛倫茲力_______。
【情境轉(zhuǎn)換】如圖所示，導(dǎo)線中帶電粒子的定向運動形成了電流。電荷定向運動時所受洛倫茲力的合力，在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線所受的安培力。嘗試由安培力的表達式導(dǎo)出洛倫茲力的表達式。
提示：設(shè)有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的平均速率為v。這段導(dǎo)線中電流的微觀表達式為I=nqSv。這段導(dǎo)線受到的安培力為F=BIL=BnqSvvt。這段導(dǎo)線中含有的自由電荷數(shù)為N=nvtS。每個自由電荷受到的力為f= =qvB。
二、帶電粒子在勻強磁場中的運動1.若v∥B，則帶電粒子以入射速度v做_________運動。2.若v⊥B，則帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速度v做_________運動，如圖所示。3.v與B既不平行也不垂直時，帶電粒子在磁場中做___________。
4.基本公式：(1)向心力公式：qvB=_______；(2)軌道半徑公式：r= ____；(3)周期公式：T= →T= _____。注意：帶電粒子在勻強磁場中運動的周期與速率_____。
【情境轉(zhuǎn)換】如圖所示，帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，T、 f和ω的大小與速度v有關(guān)嗎？與哪些因素有關(guān)？
提示：T、 f和ω的大小與軌道半徑R和運行速率v無關(guān)，只與磁場的磁感應(yīng)強度B和粒子的比荷 有關(guān)。比荷 相同的帶電粒子，在同樣的勻強磁場中，T、 f和ω相同。
【小題快練】1.判一判(1)帶電粒子在磁場中運動時一定會受到磁場力的作用。(　　)(2)洛倫茲力的方向在特殊情況下可能與帶電粒子的速度方向不垂直。(　　)(3)根據(jù)公式T= ，說明帶電粒子在勻強磁場中的運動周期T與v成反比。(　　)(4)由于安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，所以洛倫茲力也可能做功。(　　)
(5)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，其運動半徑與帶電粒子的比荷有關(guān)。(　　)(6)利用質(zhì)譜儀可以測得帶電粒子的比荷。(　　)(7)經(jīng)過回旋加速器加速的帶電粒子的最大動能是由D形盒的最大半徑、磁感應(yīng)強度B、加速電壓的大小共同決定的。(　　)提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×
2.練一練(1)關(guān)于安培力和洛倫茲力，下列說法正確的是(　　)A.運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力作用B.通電導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力作用C.洛倫茲力一定對運動電荷不做功D.安培力一定對通電導(dǎo)線不做功
【解析】選C。運動電荷在磁場中運動，若速度方向與磁場方向相同，則所受洛倫茲力為零，即不受洛倫茲力作用，選項A錯誤；通電導(dǎo)線在磁場中若電流方向與磁場方向相同，則所受安培力為零，即不受安培力作用，選項B錯誤；若安培力方向與通電導(dǎo)線運動方向不垂直，會對通電導(dǎo)線做功，選項D錯誤；由于洛倫茲力方向永遠(yuǎn)垂直于速度方向，根據(jù)功的定義可知，洛倫茲力一定對運動電荷不做功，選項C正確。
(2)美麗的安慶處在北緯30度附近，一束帶負(fù)電的粒子從太空沿地球半徑方向飛向安慶振風(fēng)塔，由于受到地磁場的作用，粒子的運動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，該束帶電粒子的偏轉(zhuǎn)方向是(　　)
A.向東B.向西C.向南D.向北
【解析】選B。運動粒子帶負(fù)電，而地磁場的水平分量由南向北，所以根據(jù)左手定則可以判斷，粒子所受洛倫茲力的方向向西，應(yīng)向西偏轉(zhuǎn)，則B正確，A、C、D錯誤。
【剝繭抽絲】——提升演繹推理能力(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力列出方程：____________。
(3)在兩板之間只運動一個周期即T0時，R＝___。當(dāng)正離子在兩板之間運動n個周期，即nT0時，R＝___(n＝1，2，3，…)

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