图2
(1)导线中的电流是多少?导线在磁场中所受安培力多大?
(2)长为L的导线中含有的自由电荷数为多少?每个自由电荷所受洛伦兹力多大?
答案 (1)I=nqvS F安=ILB=nqvSLB
(2)N=nSL F洛==qvB
[知识梳理]
洛伦兹力的大小:F洛=qvBsinθ,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洛=qvB;
(2)当电荷运动方向与磁场方向平行时:F洛=0;
(3)当电荷在磁场中静止时:F洛=0.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)同一电荷,以相同大小的速度进入磁场,速度方向不同时,洛伦兹力的大小也可能相同.(√)
(2)若电荷的速度方向与磁场平行,则电荷不受洛伦兹力.(√)
(3)洛伦兹力同电场力一样,可对运动电荷做正功或负功.(×)
三、带电粒子在磁场中的运动
[导学探究] (1)带电粒子所受洛伦兹力的方向与磁场方向关系如何?洛伦兹力能否改变速度大小?
(2)当粒子在匀强磁场中以垂直于磁场方向的速度运动时,粒子所受洛伦兹力大小是否改变?粒子做什么运动?
答案 (1)相互垂直,不改变速度大小.
(2)洛伦兹力大小不变,粒子做匀速圆周运动.
[知识梳理]
1.洛伦兹力的特点
由于洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直,故洛伦兹力对粒子不做功(填"做功"或"不做功").
2.带电粒子在匀强磁场中的运动
(1)运动特点:沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在磁场中做匀速圆周运动.洛伦兹力提供向心力.
(2)半径和周期公式
由洛伦兹力提供向心力,即qvB=m,可得r=.周期T==.由此可知带电粒子做匀速圆周运动的周期与速率v和半径r无关.
[即学即用] 判断下列说法的正误.