内容正文:
第一章 安培力与洛伦兹力
第1节 磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力的方向
1.洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到的力.
2.洛伦兹力的方向
(1)左手定则:
伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反.
(2)特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的平面.
二、洛伦兹力的大小
1.洛伦兹力与安培力的关系
(1)安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现.而洛伦兹力是安培力的微观本质.
(2)洛伦兹力对电荷不做功,但安培力却可以对导体做功.
2.洛伦兹力的大小:F=qvBsin θ,θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角.
(1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时:F=qvB;
(2)当电荷运动方向与磁场方向平行时:F=0;
(3)当电荷在磁场中静止时:F=0.
3.洛伦兹力与安培力的区别和联系
区 别
联 系
①洛伦兹力是指单个运动电荷所受到的磁场力,而安培力是指电流(即大量定向移动的电荷)所受到的磁场力
②洛伦兹力永不做功,而安培力可以做功
①安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观解释
②大小关系:F安=NF洛(N是导体中定向运动的电荷数)
③方向关系:洛伦兹力与安培力的方向特点一致,均可用左手定则进行判断
4.洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力
电场力
作用
条件
仅在运动电荷的速度方向与B不平行时,运动电荷才受到洛伦兹力
带电粒子只要处在电场中,就一定受到电场力
大小
方向
F=qvBsin θ,方向与B垂直,与v垂直,用左手定则判断
F=qE,F的方向与E同向或反向
特点
洛伦兹力永不做功
电场力可做正功、负功或不做功
相同点
反映了电场和磁场都具有力的性质
【例题1】(多选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场.取坐标如图所示,一带电粒子沿x轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转,不计重力的影响,电场强度E和磁感应强度B的方向可能是( )
A.E和B都沿x轴方向
B.E沿y轴正向,B沿z轴正向
C.E沿z轴正向,B沿y轴正