师：同学们，今天我们来复习磁场对运动电荷的作用力。先看这幅图景，阴极射线在磁场中的偏转。很多同学知道，阴极射线就是大量电子射出，在荧光屏上显现出荧光。要注意，电子本身是没有颜色的。这些电子在磁场中受到的力，我们称作洛伦兹力。

　　物理学家们怎么思考这个问题的呢？我们前面讲过通电导线受安培力作用，而通电导线里的电流是由大量带电粒子定向移动形成的，所以他们认为安培力是导线中每个带电粒子受到的力的宏观表现。由此，他们想到洛伦兹力也应该符合左手定则，用来判断受力、运动与磁场三个方向的关系。

　　大家知道，电流的流向规定为正电荷的定向移动方向。所以在判断安培力时，四个手指指向电流方向，也就是正电荷的运动方向，掌心对着磁感线让其穿过去，大拇指指向的就是微观的正电荷受力方向。那负电荷呢？因为负电荷运动方向与电流方向相反，所以在判断负电荷受到的洛伦兹力方向时，逻辑推理得出应该是与正电荷受力方向相反。这种逻辑分析是否符合实际情境呢？我们通过实验来看一下。

　　就像for循环演示能让我们清楚看到列表遍历情形一样，现在来看这个实验。没有磁场时，电子枪打出来的电子做直线运动，这里忽略重力影响。一旦加上磁场，而且这个磁场是向外的，我们会看到电子做完整的圆周运动。

　　为什么电子做圆周运动呢？我们会想到向心力，那是谁提供向心力呢？就是洛伦兹力。洛伦兹力有什么特征呢？它时刻与运动方向垂直，所以永不做功，也不能改变粒子速度的大小。这就是实际中正、负带电粒子的运动情景。大家把左手伸出来，按照左手定则判断一下，看看与实际情景对应不对应。

　　第一幅图是正电荷，大家看看怎么判断？负电荷要注意运动方向相反，掌心穿过磁感线，让磁感线穿过掌心，大拇指向下。这里我们通常研究粒子运动速度与磁场正交的情况，就像这幅图。当粒子运动方向与磁场垂直时，我们可以很快判断出洛伦兹力方向与粒子速度和磁场构成的平面垂直。有同学问，如果有夹角的时候怎么样呢？如果夹角是0度，也就是粒子平行于磁场运动，此时粒子不受力。如果有一个夹角θ，我们把磁场向量B沿着粒子运动方向和垂直于运动方向分解，垂直分量(B\sin\theta)就是产生垂直力的那个磁场分量，这就是在有夹角情况下要注意的表达形式，也就是洛伦兹力在任意角θ时的关系。

　　下面我们看电子枪，也就是电视显像管的应用。电子枪有一个加速过程，加速后的电子进入由偏转线圈控制的偏转磁场，这里有水平方位的磁场和竖直方位的磁场，荧光屏在这。实物图可能不太好理解，我们一般看原理图。来看一下线圈是怎么产生磁场的，电流这样进来绕圈，最后从这边走掉，这里通常通的是交流电，不是恒定电压。当电流下来时，我们伸出右手，用螺旋法则判断，上方是N极，下方是S极。右侧这一段，同样用右手握，上方也是N极，下方是S极。那么在电子束经过的中央区域，瞬时磁场向下。电子从里面出来，大家伸出左手判断，电子运动方向反方向的磁感应线穿过手掌心，电子应该向左偏。如果交流电方向变了，磁场向上，再伸手判断就知道电子会向右偏。由于交流电大小和方向不断变化，射出来的电子就在荧光屏上左右运动。也就是说，竖着的磁场控制电子水平运动，水平磁场产生原理与竖着的类似，它控制电子在竖直方向的运动，两者结合就是扫描。在电视机上，一秒钟扫描50次，这样就能让整个屏幕都有电子打到。

　　科学家研究粒子运动时，粒子本身看不见，他们通过气泡室，就像我们在沙滩上走路留下脚印一样，能看清楚粒子走过的路径。大量粒子射入气泡池，我们可以看到它们的运动情景。局部放大图中，大家看是不是感觉粒子运动半径越来越小了？主要原因是什么呢？有同学想到了，是阻力作用，粒子速度越来越小，半径就变小了。

　　实际上，地球靠地磁场保护我们。太阳发出的大量高能粒子对人体有害，由于地磁场存在，粒子在地球表面附近分散偏转。这里有两幅图，大家看，明显能看到粒子运动半径越来越小。再看这两幅图，有没有同学发现粒子偏转方向性有什么不同呢？在北极上空，地磁场向下，掌心对着地磁场方向，粒子运动速度这样，根据偏转方向，大家思考一下，粒子带什么电呢？有同学可能会想，这样偏转应该是带负电。当然也有同学从转动方向等角度判断出带正电。不过这样的图景很少见，因为太阳风里有大量正负粒子强烈碰撞，不容易拍到这样的图，这是偶然拍到的。下面看具体问题。

　　先问大家，如果一个正电荷或者负电荷从A点垂直磁场边界射进来，它会偏向何方？这个不难，大家很快就能判断出来，正电荷用左手定则，负电荷注意运动方向相反。再问，洛伦兹力做不做功？对，永不做功。

　　如果磁感应强度减小，粒子运动半径怎么变呢？大家记得公式(r = \frac{MV}{BQ})，B减小，半径增大。从A点射入的粒子，就会在B点前面一点。那如果减小粒子速率，偏转角有什么影响呢？速率小，半径变小，凸度变大。这里有个难点，问减小速率时间变长还是变短。在磁场不确定的情况下怎么判断呢？这里有个周期公式(T = \frac{2\pi m}{BQ})，在特定磁场中，只要粒子质量m确定，飞进来周期就定了，与速率无关。转动角度越大，时间就越长，所以看偏转角就能知道时间。看这两幅图，比较偏转角大小，减小速度后，偏转角变大，时间就变长了。通过这样分析，这道题的答案就清楚了，A、B错在哪，C、D选项大家应该也能很快判断出来。