文档介绍：第九讲
洛伦兹力
考试要求
内容
基本要求
略高要求
较高要求
洛伦兹力
了解洛伦兹力的特点
能区别洛伦兹力与安培力的特点,掌握带电粒子在磁场中运动的周期、半径公式
带电粒子在场中的运动
带电粒子在单磁场中的运动轨迹的判断及计算
带电粒子在混合场中的运动轨迹判断及计算
知识点睛
磁场对运动电荷的作用
(1)洛伦兹力大小的计算公式:
其中为与之间的夹角,当与垂直时,;当与平行时,,此时电荷不受洛伦兹力作用.
(2)洛伦兹力的方向:方向间的关系,:四指指向为正电荷的运动方向或负电荷运动方向的反方向;洛伦兹力既垂直于又垂直于,即垂直于与决定的平面.
(3)洛伦兹力的特征
①,,即静止的电荷不受洛伦兹力.
②洛伦兹力始终与电荷的速度方向垂直,因此,洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向,不对运动电荷做功,不改变运动电荷的速率和动能.
(1)洛伦兹力是单个运动电荷受到的磁场力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷所受洛伦兹力的宏观表现.
(2)洛伦兹力永不做功,而安培力可以做功.
洛伦兹力
电场力
性质
磁场对其中运动电荷的作用力
电场对放入其中的电荷的作用力
产生
条件
磁场中的静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受到洛伦兹力
电场中的电荷无论静止、还是沿任何方向运动都受到电场力作用
方向
①方向由电荷正负、磁场的方向以及电荷运动的方向决定,各方向之间的关系遵循左手定则
②洛伦兹力的方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁场方向不一定垂直)
①方向由电荷正负、电场方向决定
②正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷受力方向与电场方向相反
大小
做功
情况
一定不做功
可能做正功,可能做负功,也可能不做功
在带电粒子只受洛伦兹力作用、重力可以忽略的情况下,其在匀强磁场中有两种典型的运动
(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力,做匀速直线运动.
(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动,其运动所需的向心力即洛伦兹力.
几个重要的关系式:
①向心力公式: ②轨道半径公式:
③周期公式: 频率④角频率
可见与及无关,只与及粒子的比荷有关.
荷质比相同的粒子在同样的匀强磁场中,和相同.
例题精讲
磁场中的运动
基础题
带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是( )
两个粒子,带电荷量相等,在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动,则( )
,则半径必相等
,则周期必相等
,则半径必相等
,则周期必相等
【2009崇文一模】如图所示,在通电直导线下方有一质子沿平行导线方向以速度向左运动,则下列说法中正确的是( )
Ⅰ运动,半径越来越小
Ⅰ