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安培力的启示
磁场对电流具有磁场力的作用(安培力),电流是由于电荷定向运动形成的 ……由此可猜想:
磁场对电流的作用是磁场对运动电荷作用的体现。
试验表明:
阴极射线管(电子射线管)中的电子束在磁场中
发生偏转,磁场对运动电荷确实存在作用力.
洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力.
通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观体现.洛仑兹力则是安培力的微观本质
洛伦兹力的方向
1.推理:左手定则判断安培力方向,大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观体现为安培力,因此,可以用左手定则判定洛伦兹力的方向.
2.洛伦兹力的方向由左手定则判定
伸开左手,使大拇指跟其他四个手指垂直且处在同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向.
(1)对于正电荷四指指向电流方向即指向电荷的运动方向.
(2)对于负电荷四指指向电流方向即指向电荷运动的反方向.
洛伦兹力的大小
1.推导
设有一段长度为L,横截面积为S的导线,导线单位体积内具有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定向移动速率为V.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中所受的安培力.
安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力,这段导线中具有的运动电荷数为nLS
所以洛伦兹力
即:
合用条件:速度方向与磁场方向垂直
f、v(正电荷)与B的方向关系示意图
B
f
v
思考
若V与B方向不垂直,V与B方向的夹角为θ,洛伦兹力的大小该怎么体现?