2017-2018学年高中物理人教版选修3-1 第三章 磁场 第6讲 运动电荷在磁场中受到的力
2017-2018学年高中物理人教版选修3-1 第三章 磁场 第6讲 运动电荷在磁场中受到的力第2页

答案 C

确定洛伦兹力的方向需明确运动电荷的电性,特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向应相反.

二、洛伦兹力的大小

1.公式推导:

如图1所示,磁场的磁感应强度为B,设磁场中有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,单位体积内含有的自由电荷数为n.每个电荷的电荷量为q,且定向移动速率均为v.

图1

则导线中的电流I=nqvS.

导线在磁场中所受安培力F安=BIL=nqvSLB

导线中自由电荷数N=nSL

每个自由电荷所受洛伦兹力F==qvB

2.洛伦兹力公式:

(1)当v⊥B时,F=qvB.

(2)当v∥B时,F=0.

(3)当v与B成θ角时,F=qvBsin_θ.

例2 在图2所示的各图中,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向.

图2

解析 (1)因v⊥B,所以F=qvB,方向与v垂直指向左上方.

(2)v与B的夹角为30°,将v分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量,v⊥=vsin30°,F