23520次浏览

洛伦兹力

洛伦兹力

洛伦兹力左手定则将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。另一种对负电荷应用左手定则的方法是认为负电荷相当于反向运动的正电荷,用四指表示负电荷运动的反方向,那么大拇指的指向就是洛伦兹力方

目录

1. 洛伦兹力左手定则

将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。

另一种对负电荷应用左手定则的方法是认为负电荷相当于反向运动的正电荷,用四指表示负电荷运动的反方向,那么大拇指的指向就是洛伦兹力方向。

2. 洛伦兹力公式

f=qvB

q、v分别是点电荷的电量和速度;B是点电荷所在处的磁感应强度。v与B方向不垂直时,洛伦兹力的大小是f=|q|vBsinθ,其中θ是v和B的夹角。

方程的积分形式为F=∫v(pE+J×B)dr

3. 洛伦兹力和安培力

1、洛伦兹力:运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。荷兰物理学家洛仑兹(1853-1928)首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点,为纪念他,人们称这种力为洛仑兹力。

洛伦兹力的公式是f=qvB(适用条件:磁场是匀强磁场,v与B方向垂直)。式中q、v分别是点电荷的电量和速度;B是点电荷所在处的磁感应强度。v与B方向不垂直时,洛伦兹力的大小是f=|q|vBsinθ,其中θ是v和B的夹角。洛伦兹力的方向遵循左手定则。由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向,所以它对电荷不作功,不改变运动电荷的速率和动能,只能改变电荷的运动方向使之偏转。

洛伦兹力既适用于宏观电荷,也适用于微观荷电粒子。电流元在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。导体回路在恒定磁场中运动,使其中磁通量变化而产生的动生电动势也是洛伦兹力的结果,洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。

2、安培力:磁场对电流的作用力通常称为安培力,这是为了纪念安培在研究磁场对通电导线的作用方面的杰出贡献而命名的。

大量实验表明,垂直于磁场的一段通电导线,在磁场中某处受到的安培力的大小F跟电流强度I和导线的长度L的乘积成正比。即: 电流为I、长为L的直导线,在匀强磁场B中受到的安培力大小为:F=ILBsin(I,B),电动机的工作原理就是基于此式,其中(I,

B)为电流方向与磁场方向间的夹角。安培力的方向由左手定则判定。对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力,可把电流分解为许多段电流元I△L,每段电流元处的磁场B可看成匀强磁场,受的安培力为△F=I△L·Bsin(I,B),把这许多安培力加起来就是整个电流受的力。

应该注意,当电流方向与磁场方向相同或相反时,即(I,B)=0或TT时,电流不受磁场力作用。当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大为F=ILB。

安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。磁场对运动电荷有力的作用,这是从实验中得到的结论。同样,当电荷的运动方向与磁场垂直时不受洛伦兹力作用,也是从实验观察中得知的。当电流方向与磁场平行时,电荷的定向移动方向也与磁场方向平行,所受洛伦兹力为零,它们的合力安培力也为零。

洛伦兹力不做功是因为力的方向与粒子的运动方向垂直,根据功的公式W=FScosα,α=90度时W=0。而安培力是与导线中的电流方向垂直,与导线的运动方向并不一定垂直,一般遇到的情况大多是在同一直线上的,所以安培力做功不为零。

相关阅读
返回顶部