电子洛伦兹力方向和左手定则
3.6带电粒子在匀强磁场中运动(1)基本公式

接上 离子在磁场中运动,有 2
mv qvB r 若粒子恰从上极板右边射出, 则由几何关系: 2 L r 2 r L2 q 2
5qBL 解得: v 4m qBL 5qBL 所以 v 或v 4m 4m
v
v
B
m
L
v
L
练习2.如图所示,M、N两板相距为d,板长为5d,两板不带电,
接上
②离子在磁场中运动,有
mv2 qvB r 由几何关系,d rsin t θ 又因 为 2 3πd T 2π 解得: t 9v
B
v
θ
d θ
v
练习1、一正离子,电量为q ,以速度v 垂直射入磁感 应强度为B、宽度为d 的匀强磁场中,穿越磁场时速 度方向与其原来入射方向的夹角是30°,则该离子的 质量是多少?穿越磁场的时间又是多少? d v
第六节
带电粒子在匀强磁场中的运动
知识温故
1、洛伦兹力 方向:用左手定则判断 大小:f=Bvq 注意f⊥B且f⊥v
特点:只改变v的方向,对运动电荷永不做功 2、圆周运动的三个基本公式
v ω r
2 ω T
v a r
2
1、带电粒子在匀强磁场中的运动
思考:当带电粒子q以速度v垂直进入匀强磁
场中,它将做什么运动? 合力大小恒定,方向始终垂 直于速度方向的物体在什么 什么形式的运动?
这就是质谱仪的工作原理
3、带电粒子在磁场中的运动时间
t θ 由比例关系 T 2π
θ m θ 则有:t T 2π Bq
+
+
v
θ
m 2m 特例, θ 、一正离子,电量为q ,以速度v 垂直射入磁感
电子洛伦兹力方向和左手定则

电⼦洛伦兹⼒⽅向和左⼿定则
电⼦洛伦兹⼒⽅向和左⼿定则
具体问题为: 1、电⼦的洛伦兹⼒⽅向可以⽤左⼿吗?这时四指⽅向代表什么?(同学告诉我可以判断电⼦的受⼒⽅向,这时四指指向正电荷运动⽅向,但⼤拇指出判断的是电⼦的受⼒⽅向。
如果这是正确的,那么在电流中,正负电荷受⼒⽅向岂不就⼀样了?) 2、在电流中,是不是⽆论是正电荷还是负电荷受到的洛伦兹⼒⽅向都⼀样? 3、如果受⼒⽅向都⼀样,那么如何会出现束含有正负电荷的粒⼦射⼊磁场中会有不同的偏向? ps鉴于霍尔效应⽽提以上问题,看题答题,谢谢合作~!
1、电⼦的洛伦兹⼒⽅向可以⽤左⼿吗?——应该⽤左⼿这时四指⽅向代表什么?——指向正电荷的运动⽅
向(同学告诉我可以判断电⼦的受⼒⽅向,这时四指指向正电荷运动⽅向,但⼤拇指出判断的是电⼦的受⼒⽅向。
如果这是正确的,那么在电流中,正负电荷受⼒⽅向岂不就⼀样了?)——不⼀样,把电⼦运动的反⽅向作为电荷运动的⽅向 2、在电流中,是不是⽆论是正电荷还是负电荷受到的洛伦兹⼒⽅向都⼀样?——只要电荷的电量⼀样不管正负其受⼒⼤⼩⼀样,只是正负电荷受⼒⽅向相反 3、如果受⼒⽅向都⼀样,那么如何会出现束含有正负电荷的粒⼦射⼊磁场中会有不同的偏向?——正负电荷在磁场中的受⼒⽅向是相反的,不会受到同⼀⽅向的⼒。
物理 左手法则

物理左手法则左手定则,也叫安培定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
具体内容为:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手从左边放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N 极,手背对准S极),四指指向电流的方向,则大拇指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向(即运动方向)。
在物理学中,左手定则主要用于判断安培力、洛伦兹力、电场力做功正负以及部分带电粒子的运动方向。
以下是详细介绍:1. 判断安培力:当导线在磁场中时,其受到的安培力与磁场和电流的方向关系可以用左手定则来判断。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流的方向,则大拇指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向(即运动方向)。
2. 判断洛伦兹力:洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力。
同样可以用左手定则来判断。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N 极,手背对准S极),四指指向正电荷的运动方向,则大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
3. 判断电场力做功正负:对于正电荷,其受力方向与电场方向相同;对于负电荷,其受力方向与电场方向相反。
因此也可以使用左手定则来判断电场力做功的正负。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入电场中,让电场线垂直穿过手心(手心对准正电荷或负电荷),四指指向正电荷的运动方向或负电荷的运动方向的反方向,则大拇指的方向就是电场力的方向。
如果大拇指指向正电荷运动的方向,则电场力做正功;如果大拇指指向负电荷运动的方向的反方向,则电场力做负功。
4. 判断带电粒子的运动方向:对于带电粒子在磁场中的运动问题,也可以使用左手定则来判断其运动方向。
具体操作为伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;将左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向正电荷的运动方向或负电荷的运动方向的反方向,则大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
探究洛伦兹力的方向

洛伦兹力在物理中的作用
洛伦兹力是电磁学中的基本力之 一,它在电磁场理论、粒子物理 和天体物理等领域中有着广泛的
应用。
在宏观尺度上,洛伦兹力对带电 粒子的运动轨迹和速度产生影响, 从而影响电磁设备和装置的性能。
在微观尺度上,洛伦兹力对原子 和分子的运动状态和能级产生影 响,从而影响化学反应和材料性
质。
02
洛伦兹力方向的实验探究
实验目的
探究洛伦兹力方向与 磁场方向和电流方向 的关系。
加深对电磁场理论的 理解。
验证左手定则的正确 性。
实验原理
洛伦兹力是磁场对带电粒子的 作用力,其方向与磁场方向和 带电粒子运动方向有关。
左手定则:伸开左手,让磁感 线垂直穿过掌心,四指指向电 流方向,大拇指所指方向即为 洛伦兹力方向。
探究洛伦兹力的方向
• 洛伦兹力概述 • 洛伦兹力方向的实验探究 • 洛伦兹力方向的数学推导 • 洛伦兹力方向的实例应用 • 结论与展望
01
洛伦兹力概述Βιβλιοθήκη 洛伦兹力的定义洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力,其大小与带电粒子的电荷量、速度和 磁感应强度有关。
洛伦兹力方向的确定遵循左手定则,即伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并处 于同一平面内,然后将磁感应线穿过掌心,四指指向正电荷运动的方向,那么大 拇指所指方向就是洛伦兹力的方向。
通过实验观察不同情况下洛伦 兹力的方向,验证左手定则。
实验步骤
将导线放置在蹄形磁铁的磁 场中,并固定好支架,确保
导线可以自由转动。
准备实验器材:蹄形磁铁、 导线、电流表、支架等。
01
通电后,观察导线的运动情 况,记录导线的运动轨迹和
02
03
方向。
改变磁场方向或电流方向, 重复上述实验步骤,并记录
洛仑兹力判断方法(很精准)

洛仑兹力是怎么判断?安培力的方向用左手定则判断:伸出左手,四指指向电流方向,让磁力线穿过手心,大拇指的方向就是安培力的方向。
判断洛伦兹力方向的方法:将左手掌摊平,让磁力线穿过手掌心,四指表示电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛仑兹力的方向。
但须注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛仑兹力的方向。
反之,如果运动电荷是负的,那么大拇指的指向为洛仑兹力的反方向洛伦兹力洛仑兹力运动的带电粒子以一定的速度进入磁场中受到的磁场力 f=qVBsinθ (θ为B与V 的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0) 安培力是指通电导线在磁场中受到的作用力。
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),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p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。
(1)定义或解释洛仑兹力是运动电荷在电磁场中所受的力。
这力可分为两部分:一部分是电场对运动电荷的作用力,另一部分是磁场对运动电荷的作用力。
有时也把磁场部分的力叫做“洛仑兹力”。
(2)单位在国际单位制中,洛仑兹力的单位是牛顿。
(3)说明①电场对运动电荷的作用。
运动电荷在匀强电场中要受到电场力的作用,这个力的大小等于电荷的电量和电场强度的乘积F=qE,对于正电荷来说,受力的方向就是顺着电场的方向;对于负电荷来说,受力的方向则是逆着电场的方向。
②磁场对运动电荷的作用。
运动电荷在磁场中受力的大小和电荷的电量q、电荷运动的速度v、磁感应强度B以及这两个矢量间的夹角正弦成正比,F=Kq ·v·B sinθ。
高中左手定则

左手定则
判断安培力:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则。
判断洛伦兹力: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。
左手定则仍然可用于电动机的场景,因闭合电路中在磁场的作用下,产生力,左手平展,手心对准N极,大拇指与并在一起的四指垂直,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为受力方向。
高中物理洛伦兹力的知识点介绍

【导语】安培⼒是学⽣学习⽆,⾼考物理需要学习到,在选择题中经常会考到这⽅⾯的知识点,下⾯将为⼤家带来关于安培⼒的介绍,希望能够帮助到⼤家。
洛伦兹⼒是带电粒⼦在磁场中运动时受到的磁场⼒。
洛伦兹⼒f的⼤⼩等于Bvq,其的特点就是与速度的⼤⼩相关,这是⾼中物理中少有的⼀个与速度相关的⼒。
我们从⼒的⼤⼩、⽅向、与安培⼒关系这三个⽅⾯来研究洛伦兹⼒。
洛伦兹⼒的⼤⼩ ⒈当电荷速度⽅向与磁场⽅向垂直时,洛伦兹⼒的⼤⼩f=Bvq;⾼中物理建议同学们⽤⼩写的f来表⽰洛伦兹⼒,以便于和安培⼒区分。
⒉磁场对静⽌的电荷⽆作⽤⼒,磁场只对运动电荷有作⽤⼒,这与电场对其中的静⽌电荷或运动电荷总有电场⼒的作⽤是不同的。
⒊当时电荷沿着(或逆着)磁感线⽅向运⾏时,洛伦兹⼒为零。
⒋当电荷运动⽅向与磁场⽅向夹⾓为θ时,洛伦兹⼒的⼤⼩f=Bvqsinθ; 洛伦兹⼒的⽅向 ⒈⽤左⼿定则来判断:让磁感线穿过⼿⼼,四指指向正电荷运动的⽅向(或负电荷运动⽅向的反⽅向),⼤拇指指向就是洛伦兹⼒的⽅向。
⒉⽆论v与B是否垂直,洛伦兹⼒总是同时垂直于电荷运动⽅向与磁场⽅向。
洛伦兹⼒的特点 洛伦兹⼒的⽅向总与粒⼦运动的⽅向垂直,洛伦兹⼒只改变速度的⽅向,不改变速度的⼤⼩,故洛伦兹⼒永远不会对v有积分,即洛伦兹⼒永不做功。
安培⼒和洛伦兹⼒的关系 洛伦兹⼒是磁场对运动电荷的作⽤⼒,安培⼒是磁场对通电导线的作⽤⼒,两者的研究对象是不同的。
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。
对洛伦兹⼒和安培⼒的联系与区别,可从以下⼏个⽅⾯理解: 1.安培⼒⼤⼩为F=ILB,洛伦兹⼒⼤⼩为F=qvB。
安培⼒和洛伦兹⼒表达式虽然不同,但可互相推导,相互印证。
2.洛伦兹⼒是微观形式,安培⼒是宏观表现。
洛伦兹⼒是单个运动电荷在磁场中受到的⼒,⽽安培⼒是导体中所有定向移动的⾃由电荷受的洛伦兹⼒的宏观表现。
3.尽管安培⼒是导体中所有定向移动的⾃由电荷受的洛伦兹⼒的宏观表现,但也不能认为定培⼒就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹⼒的和,⼀般只有当导体静⽌时才能这样认为。
左右手定则整理

N极 I I B
S极
右手定则
判断感应电流或感应电动势方向
I
右手螺旋定则
左手定则 右手定则
记忆口诀:左通右感
左手定则
判断通电导体受力方向和洛伦兹力方向。
B
I
右手螺旋定则(安培定则)
(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手 握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指 的指向就是磁感线的环绕方向。 (2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手 握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大 拇指所指的那一端是通电螺线管的N极 。
磁场中的洛伦兹力和磁感应强度

磁场中的洛伦兹力和磁感应强度磁场是环绕着电流或磁体的区域,其中存在着洛伦兹力和磁感应强度。
洛伦兹力是指电荷在磁场中受到的力,而磁感应强度则是磁场的一种度量。
本文将详细介绍磁场中的洛伦兹力和磁感应强度的概念、计算方法以及应用。
一、洛伦兹力在磁场中,电荷受到的洛伦兹力与电荷的速度和外磁场之间的相对位置有关。
洛伦兹力的计算公式为F = qvBsinθ,其中F代表力的大小,q代表电荷的电量,v代表电荷的速度,B代表磁感应强度,θ代表电荷速度方向与磁感应强度方向的夹角。
例如,当一个带有电荷量q的电子以速度v在磁感应强度为B的磁场中运动时,洛伦兹力就是F = qvBsinθ。
如果电子的速度方向与磁感应强度的方向垂直,那么洛伦兹力的大小就是F = qvB。
洛伦兹力的方向则由左手定则决定,即当左手的食指指向电子运动的方向,中指指向磁感应强度的方向,那么大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
二、磁感应强度磁感应强度是磁场的一种度量,它可以表示磁场的强弱。
磁感应强度的单位是特斯拉(T),常用的符号是B。
磁感应强度的计算公式为B= F / (qvsinθ),其中F代表洛伦兹力的大小,q代表电荷的电量,v代表电荷的速度,θ代表洛伦兹力方向与电荷速度方向的夹角。
在一定条件下,可以通过测量洛伦兹力的大小和电荷的速度以及确定θ的值,来计算磁感应强度。
例如,在一个已知洛伦兹力和电荷速度的实验中,根据洛伦兹力的计算公式F = qvBsinθ,我们可以通过测量F和qvsinθ的值,来计算磁感应强度B的大小。
这种方法被广泛应用于实验室中对磁场的测量。
三、洛伦兹力和磁感应强度的应用洛伦兹力和磁感应强度在生活和科学研究中都具有重要的应用价值。
1. 电机和发电机电机和发电机的原理都是基于洛伦兹力的作用。
电机通过在磁场中通电线圈中产生一个旋转的磁场,使得电流线圈在磁场力的作用下受到力矩而旋转。
而发电机则是通过旋转的磁场感应线圈中产生电流,实现能量的转换。
物理洛伦兹力公式总结

物理洛伦兹力公式总结
洛伦兹力是一种电磁力,作用于运动电荷在磁场中所受的力。
根据洛伦兹力定律,洛伦兹力可以用方程表示,其中 F 是洛伦兹力,q 是带电粒子的电荷量,E 是电场强度,v 是带电粒子的速度,B 是磁感应强度。
洛伦兹力的方向可用左手定则来判断,伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌处于同一水平面,让磁感线从掌心进入,四指指向正电荷运动的方向,拇指指的方向即洛伦兹力力的方向。
洛伦兹力的公式为 FQvB,其中 FQ 是带电粒子的福克矢量,它
是表示电场和磁场的矢量,v 是带电粒子的速度,B 是磁感应强度。
福克矢量的运算法则与安培力大小公式相似,可以反推得到洛伦兹力的大小公式为 FQvB = q(E + v × B)。
除了洛伦兹力,还有其他公式可以用来描述电磁力,如安培力大小公式和法拉第电磁感应定律等。
这些公式都可以用于解释电磁现象,是电磁学的基础。
洛伦兹力

答案 AD
[思考]
若没有轨道存在, 两小球运动的轨 迹如何? 答案 A球将沿直 线做匀加速运 动. B球的轨迹是摆线, 如下图所示.
三、带电体在洛伦兹力作用下的运动问题
洛伦兹力特点: 可能是恒力 也可能是变力
(匀速) (变速)
直线
曲线 变速运动中f洛大小、方向均有可能改变,与 速度有关。(状态)
洛伦兹力及其应用
磁场对运动电荷的作用 ---洛伦兹力
1.洛伦兹力的大小 F安是F洛宏观体现
F=Bqvsinθ, θ为v与B的夹角
v∥B时.洛伦兹力F=0 v⊥B时,洛伦兹力F=Bqv 2.洛伦兹力的方向 左手定则: 注意:1)F ⊥ B和v所决定的平面(因为它由B、V 决定),但B与V不一定垂直(因为它们由自身决 定) 2)四指的指向是正电荷的运动方向或负电荷 运动的反方向 3.洛伦兹力对运动电荷不做功,只改变运动电荷 速度的方向 .
aO' b 60
即
1 m t T 6 3qB
特点1 入射速度方向指向匀强磁场区域圆的圆心, 则出射速度方向的反向延长线必过该区域圆的圆心。
(3)圆形磁场区域 特点2 入射速度方向(不一定指向区域圆圆心) 初末速度方向的交点、轨迹圆的圆心、区域圆的 圆心都在弧弦的垂直平分线上。 (弦切角为 ),则出射速度方向与入射速度方向的 偏转角为 2 ,轨迹圆弧对应的圆心角也为 2
即V>Bed/m。
O
B
拓展:如已知带电粒子的质量m和电量e,若要带电粒 子能从磁场的右边界射出,粒子的速度V必须满足什 么条件?
(3)圆形磁场区域 例1。 如图1,圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强 磁场,磁感应强度为B,现有一电荷量为q,质量为m 的正离子从a点沿圆形区域的直径入射,设正离子射 出磁场区域方向与入射方向的夹角为 60 求:此离子在磁场区域内飞行的时间。 由几何关系得出
磁场中的电流和洛伦兹力

磁场中的电流和洛伦兹力在物理学中,磁场中的电流和洛伦兹力是两个关键概念。
本文将介绍这两个概念及其相互关系,以及它们在现实世界中的应用。
一、磁场中的电流在直流电路中,电流通过导线是由电子的流动所导致的。
电子的移动形成了电流,而导线本身对电流没有任何影响。
然而,在存在磁场的情况下,情况会有所不同。
当导线通过磁场时,电子受到磁场力的作用。
根据右手定则,当手指指向电流的方向,而手掌向导线内部的磁场方向时,大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
这个力使电子在导线内产生一个偏转力,这种力在导线上产生一个感应电动势,称为洛伦兹力。
二、洛伦兹力洛伦兹力是指一个带电粒子在磁场中受到的力的大小和方向。
它的大小与带电粒子的电荷量、速度以及磁场强度有关。
根据洛伦兹力的定义,一个带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力可以用以下公式表示:F = qvBsinθ其中,F代表洛伦兹力,q代表带电粒子的电荷量,v代表带电粒子的速度,B代表磁场强度,θ代表带电粒子速度与磁场方向之间的夹角。
洛伦兹力的方向垂直于带电粒子的速度和磁场的平面,并且符合左手定则。
当带电粒子的速度与磁场方向平行时,洛伦兹力为零;当速度与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大。
三、洛伦兹力的应用磁场中的电流和洛伦兹力在现实生活中有许多应用。
以下是其中的几个例子:1. 电动机:电动机利用洛伦兹力的原理来实现机械动力。
当通过电动机的线圈施加电流时,线圈中的电子受到磁场力的作用,从而产生一个扭矩,推动电动机的转子旋转。
2. 手机充电器:手机充电器中的变压器利用洛伦兹力来实现能量传输。
交流电流在一个线圈中产生变化的磁场,而另一个线圈中的导线受到这个变化的磁场力的作用,从而产生电流。
3. 马达原理:洛伦兹力也是马达的基本原理。
电动机中的线圈和永磁体之间产生的交互作用会导致线圈内的电流产生转动力矩,从而实现了马达的运行。
4. 磁共振成像:在医学领域,磁共振成像(MRI)利用洛伦兹力来获取人体的内部结构和器官的详细图像。
高中物理的左手定则与定则

高中物理的左手定则与定则高中物理是我们学习过程中最基础也是最重要的一门课程,而左手定则与右手定则是高中物理中不可或缺的一部分,其重要性不可小觑。
本文将详细介绍左手定则与右手定则的概念、应用以及实际意义,帮助大家更好地理解和运用它们。
一、左手定则的概念与应用左手定则是描述磁场中电荷受力方向的定则之一,基于洛伦兹力原理。
它表述了相对于磁场方向、电荷运动方向和电荷所受力的方向之间的关系。
具体来说,左手定则指出当一个电子垂直进入磁场时,电子运动方向、磁场方向和力方向之间是一种三维关系。
左手拇指表示电子运动方向,左手食指表示磁场方向,左手中指表示力方向。
左手定则的应用非常广泛,比如在磁场下电子的运动、电流通过磁场时的受力方向等等。
若电子以某种速度运动,若存在不均匀的磁场,则根据左手定则就会有相应的力发生,这种现象也称为洛伦兹力。
在物理学中,左手定则常常用于描述电子在塞曼效应中的行为,其中塞曼效应是指在磁场中的发射光谱线的现象。
此外,左手定则还有很多其他应用,如力矩的定义以及电磁感应自感的计算等等。
二、右手定则的概念与应用与左手定则不同的是,右手定则是描述磁场中电流通过导体时产生的磁场的方向的定则之一。
根据右手定则,当电流从指向磁场的方向垂直通过一根导体时,通过右手定则可以确定磁场方向是跟该电流的方向垂直。
具体方法是,伸出右手,四指指向电流方向,拇指指向磁场的方向。
右手定则与左手定则一样,应用广泛。
在物理学中,使用右手定则可以很方便地确定磁场的方向,并解决很多与电流和磁场相关的问题,如解决导体产生的磁场大小和方向等。
此外,右手定则还可用于解决电动机的角度和轴向方向以及单极式电子管的电极排列等问题。
三、左手定则与右手定则的实际意义左手定则和右手定则在实际应用中具有很重要的实际意义,并被广泛使用。
在工程科学领域中,许多设备、系统和机器都与电磁力、磁场有关,因此应用左手定则和右手定则的情形很常见。
例如,电机的运转是由磁场和电流的相互作用产生的,此时左手定,则可很容易确定磁场与电流的相对方向,并进一步调整发动机的转向和速度。
洛伦兹力

洛伦兹力导言:磁场对放入其中的电流有力的作用,而电流是电荷的定向运动形成的,故,磁场对电流的作用力的本质原因是磁场对运动电荷有作用力,我们把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。
安培力应是洛伦兹力宏观的表现。
一、洛伦兹力的大小推导:取静止通电导线分析洛安Nf F =BIL F =安 qvIL q It N == qvB qvILBIL f ==洛 对于运动的通电导线,安培力是洛伦兹力与导线垂直方向的分力的合力二、洛伦兹力的方向判断左手定则:伸出左手,大拇指跟四指垂直且与掌心在同一平面内;让磁感线垂直穿入手心,并使四指指向正电荷的运动方向(负电荷运动的反方向),则大拇指所指方向为该电荷所受洛伦兹力的方向。
洛伦兹力的方向垂直于速度方向和磁场方向确定的平面。
即洛伦兹力总是和速度方向垂直,永不做功。
类比:安培力左手定则:伸出左手,大拇指跟四指垂直且与掌心在同一平面内;让磁感线垂直穿入手心,并使四指指向电流方向,则大拇指所指方向为电流所受安培力的方向。
安培力的方向垂直于电流和磁场确定的平面。
☆问题1:结合上节课所学安培力的知识,判断电荷在磁场中一定受到洛伦兹力吗?哪些情况不受到洛伦兹力?☆问题2:运动电荷在磁场强的位置一定比在磁场弱的位置受洛仑兹力大吗?☆问题3:运动电荷不受洛仑兹力,所在处的磁感应强度为零对吗?☆问题4:左手定则判断洛仑兹力方向时,四指指向电荷运动的方向吗?☆问题5:安培力可以对电流做功,故洛伦兹力也可以对带电粒子做功对吗?例1、关于带电粒子所受洛仑兹力F 、磁感应强度B 和粒子速度v 三者方向之间的关系,下列说法正确的是( )A. F 、B 、v 三者必定均保持垂直B. F 必定垂直与B 、v ,但B 不一定垂直与vC. B 必定垂直与F 、v ,但F 不一定垂直与vD . v 必定垂直与B 、F ,但v 不一定垂直与B练一练、B表示磁感应强度,v表示负电荷运动方向,F表示洛仑兹力方向。
洛伦兹力

1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力,它是安培力的微观表现。
计算公式的推导:如图所示,整个导线受到的磁场力(安培力)为F 安=BIL ;其中I=nesv ;设导线中共有N 个自由电子N=nsL ;每个电子受的磁场力为F ,则F 安=NF 。
由以上四式可得F=qvB 。
条件是v 与B 垂直。
当v 与B 成θ角时,F=qvB sin θ。
2.洛伦兹力方向的判定在用左手定则时,四指必须指电流方向(不是速度方向),即正电荷定向移动的方向;对负电荷,四指应指负电荷定向移动方向的反方向。
3.洛伦兹力大小的计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力,由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式: Bqm T Bqmv r π2,==4.带电粒子在匀强磁场中的偏转 ⑴穿过矩形磁场区。
一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。
偏转角由sin θ=L /R 求出。
侧移由R 2=L 2-(R-y )2解出。
经历时间由Bqm t θ=得出。
注意,这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点,这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同!⑵穿过圆形磁场区。
画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。
偏角可由Rr =2tan θ求出。
经历时间由Bqm tθ=得出。
注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。
1:如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场(电子质量为m ,电荷为e ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少? 解:正负电子的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反。
先确定圆心,画出半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距2r ,由图还看出经历时间相差2T /3。
答案为射出点相距Bemv s2=,时间差为Bqm t 34π=∆。
电磁左手定则

电磁左手定则
1.电磁左手定则判断安培力:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,
并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则。
2.电磁左手定则判断洛伦兹力: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。
3.左手定则仍然可用于电动机的场景,因闭合电路中在磁场的作用
下,产生力,左手平展,手心对准N极,大拇指与并在一起的四指垂直,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为受力方向。
磁场中电荷的受力

磁场中电荷的受力在物理学中,电荷在磁场中会受到一定的力的作用。
这种力被称作洛伦兹力,它是由电荷带电粒子运动产生的磁场和外部磁场相互作用而引起的。
本文将详细探讨磁场中电荷受力的原理和特点。
一、磁场对电荷的影响当一个带电粒子在磁场中运动时,磁场会对电荷施加作用力。
这个作用力的方向与电荷的运动速度和磁场方向有关。
根据左手定则,我们可以确定洛伦兹力的方向。
左手握拳,将拇指指向电荷的运动方向,四指指向磁场方向,那么拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
二、电荷在磁场中的运动轨迹根据洛伦兹力的方向,我们可以得到电荷在磁场中运动的轨迹。
对于正电荷,它将被偏转成顺时针方向;而对于负电荷,它将被偏转成逆时针方向。
这是因为正负电荷在磁场中运动产生的磁场方向相反,从而引起力的反向。
因此,电荷在磁场中的运动轨迹将呈现螺旋状。
三、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小与电荷的运动速度、磁场的强度以及电荷的电荷量之间有关。
根据洛伦兹力的表达式可以得知,洛伦兹力随着电荷量和磁场强度的增加而增大,但与运动速度无关。
四、磁场中电荷受力的数学描述我们可以用数学公式来描述磁场中电荷受力的情况。
洛伦兹力的大小可以通过以下公式计算:F = qvBsinθ其中,F表示洛伦兹力的大小,q表示电荷的电荷量,v表示电荷的运动速度,B表示磁场的磁感应强度,θ表示电荷运动方向与磁场方向之间的夹角。
五、实际应用和意义磁场中电荷受力的原理在许多实际应用中起着重要作用。
例如,在电子枪中,电子在磁场中受到的力使其沿着特定的轨道加速运动,从而产生高速电子束;在磁共振成像中,磁场对人体中的原子核施加力,产生共振信号,实现图像的形成。
此外,研究磁场中电荷的受力现象也有助于我们更深入地理解电磁现象和粒子物理学的基本原理。
六、总结在磁场中,电荷会受到洛伦兹力的作用,力的方向与电荷的运动速度和磁场方向有关。
电荷在磁场中的运动轨迹呈螺旋状,洛伦兹力的大小与电荷量和磁场强度有关。
我们可以用数学公式描述磁场中电荷受力的情况。
洛伦兹力总与速度方向垂直

洛伦兹力总与速度方向垂直
答案:正确
延伸:
洛伦兹力一定与速度垂直的主要原因如下:
1、根据左手定则,四指指向正电荷运动方向,大拇指与四指垂直,大拇指指向受力方向,所以力与速度一定垂直。
2、洛伦兹力的本质是电磁力。
荷兰物理学家洛伦兹首先提出磁场对运动电荷有力的作用,为了纪念他,人们称这种力为洛伦兹力。
磁场越强,电荷量越大,速度越快,电荷受到的洛伦兹力就越大。
当电荷静止或运动方向与磁感线平行时,电荷不受洛伦兹力。
3、洛伦兹力的方向总跟电荷运动的方向垂直,所以洛伦兹力只能改变粒子运动的方向,不能改变粒子运动的快慢。
或者说,洛伦力对带电粒子不做功。
电子在电场中的受力

电子在电场中的受力
电子在磁场中受力方向:运动电荷在磁场中受到洛伦兹力,可根据左手定则判断运动电子受到洛伦兹力的方向。
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。
洛伦兹力的性质或特点有:
1、洛仑兹力只包括磁场部分,因受力方向与运动方向垂直,故不做功,只改变运动方向。
2、洛伦兹力定律是一个基本公理,不是从别的理论推导出来的定律,而是由多次重复完成的实验所得到的同样的结果。
3、感受到电场的作用,正电荷会朝着电场的方向加速;但是感受到磁场的作用,按照左手定则,正电荷会朝着垂直于速度V和磁场B 的方向弯曲。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电子洛伦兹力方向和左手定则
具体问题为: 1、电子的洛伦兹力方向可以用左手吗?这时四指方向代表什么?(同学告诉我可以判断电子的受力方向,这时四指指向正电荷运动方向,但大拇指出判断的是电子的受力方向。
如果这是正确的,那么在电流中,正负电荷受力方向岂不就一样了?) 2、在电流中,是不是无论是正电荷还是负电荷受到的洛伦兹力方向都一样? 3、如果受力方向都一样,那么如何会出现束含有正负电荷的粒子射入磁场中会有不同的偏向? ps鉴于霍尔效应而提以上问题,看题答题,谢谢合作~!
1、电子的洛伦兹力方向可以用左手吗?——应该用左手这时四指方向代表什么?——指向正电荷的运动方
向(同学告诉我可以判断电子的受力方向,这时四指指向正电荷运动方向,但大拇指出判断的是电子的受力方向。
如果这是正确的,那么在电流中,正负电荷受力方向岂不就一样了?)——不一样,把电子运动的反方向作为电荷运动的方向 2、在电流中,是不是无论是正电荷还是负电荷受到的洛伦兹力方向都一样?——只要电荷的电量一样不管正负其受力大小一样,只是正负电荷受力方向相反 3、如果受力方向都一样,那么如何会出现束含有正负电荷的粒子射入磁场中会有不同的偏向?——正负电荷在磁场中的受力方向是相反的,不会受到同一方向的力。