第 1 / 5 镜 · 尚未播放
电子束在磁场中的偏转可探索
磁场对运动电荷的作用力 · 电子垂直射入匀强磁场，洛伦兹力提供向心力
轨道半径
待测m
洛伦兹力
待测N
状态
未发射
公式值，不是实测
先猜电子束进入更强的磁场，圆弧半径会怎样？
先选一个，再看结论和实验。
结论变小。洛伦兹力变大，电子弯得更厉害。
第 1 镜 · 装置 电子枪对准匀强磁场，磁场垂直纸面向里，电子还没射出。
设定磁感应强度，然后点播放，看圆弧弯多大、洛伦兹力指向哪里。
要点 · 记忆点
安培力与洛伦兹力
记住这句
洛伦兹力总与速度垂直，只改方向不改快慢，电子走圆弧。
方向用左手定则
伸开左手，磁感线穿入手心，四指指向电子运动的反方向，拇指就是洛伦兹力方向。本页电子向右、磁场向里，所以它向下偏。
力提供向心力
qvB = mv²/r，两边约去 v 得 r = mv/(qB)。速度不变时，磁感应强度越大，半径越小，圆弧弯得越紧。
洛伦兹力不做功
力与速度垂直，做功为零。电子速率不变，只有方向在变，所以轨迹是圆。
半径与磁感应强度成反比
0.10、0.20、0.30 特斯拉对应的半径依次是 5.69、2.84、1.90 乘 10⁻⁴ 米，每组半径乘磁感应强度都约 5.7×10⁻⁵ 米特斯拉。
易错电子带负电，左手定则的四指要指向电子运动的反方向。照正电荷那样指，偏转方向就判反了。
观察什么
偏转方向
电子束向下弯，弧线圆心在下方。末端的 F 箭头始终指向圆心，与速度箭头垂直。
换更强的磁场
磁感应强度变大，圆弧弯得更厉害，半径读数变小，洛伦兹力读数变大。
三组半径
把每组半径和磁感应强度相乘，结果几乎不变。速度一定时，半径与磁感应强度成反比。
这个实验在说明什么
这页要看的是电子垂直射入匀强磁场后为什么走圆弧，以及力的方向和半径各由什么决定。电子束一路向下弯，末端的 F 箭头始终指向圆心，和速度箭头垂直。
电子速度固定，只改磁感应强度，半径的变化就只来自磁场。力与速度垂直，做功为零，速率不变，只有方向在变，轨迹才成了圆；磁场越强，圆弧弯得越紧。
r = mv/(qB) 成立的前提是速度方向与磁场垂直、电子只受洛伦兹力。三档半径是公式值，乘回各自的磁感应强度几乎不变，画面上的圆弧放大成示意，不按真实半径比例；判方向时四指要指向电子运动的反方向。
速度 1.0×10⁷ 米每秒和三档磁感应强度是设定值，半径与洛伦兹力按 r = mv/(qB)、F = qvB 算出，是公式值。画面上的圆弧放大成示意，不按真实半径比例。教材：人教社电子课本 · 物理选择性必修第二册。
讲给家长听
合上这一页，说说洛伦兹力为什么不改变电子的速度大小。
卡住了？看一眼
洛伦兹力总与速度垂直，只改方向，不做功。