2018版物理新课堂同步人教版选修3-1 第3章 5 运动电荷在磁场中受到的力
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  1.对洛伦兹力方向的理解

  (1)洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直,即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所决定的平面,F、B、v三者的方向关系是:F⊥B、F⊥v,但B与v不一定垂直.

  (2)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化.但无论怎么变化,洛伦兹力都与运动方向垂直,故洛伦兹力永不做功,它只改变电荷运动方向,不改变电荷速度大小.

  2.洛伦兹力与安培力的关系:安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观实质.

  (1)方向:洛伦兹力的方向与运动电荷形成的等效电流的安培力方向相同.

  (2)大小:一段通电导线所受安培力大小等于该段导线内所有运动电荷所受洛伦兹力的矢量和.

  3.推导洛伦兹力公式:设有一段长为L,横截面积为S的直导线,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自由电荷定向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中.

  

  图3­5­2

  (1)根据电流的定义式可知通电导线中的电流I===nqSv.

  (2)通电导线所受的安培力F安=BIL=B(nqSv)L.

  (3)这段导线内的自由电荷数N=nSL.

  (4)每个电荷所受的洛伦兹力F洛===qvB.

  4.对公式的理解

(1)适用条件:运动电荷的速度方向与磁场方向垂直,当v=0时,F洛=0,即相对磁场静止的电荷不受洛伦兹力作用.