物理洛伦兹力
高中物理-洛伦兹力
洛伦兹力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，其最大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；高中物理网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。
两者之间的推导请阅读《安培力与洛伦兹力》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。
磁场中的洛伦兹力
磁场中的洛伦兹力在物理学中，洛伦兹力是指一个带电粒子在磁场中受到的力。
这个力是由荷电粒子的电荷和速度在磁场中相互作用而产生的。
磁场中的洛伦兹力是电磁学中非常重要的概念，对于理解电磁现象和应用于各种领域都具有重要意义。
1. 洛伦兹力的基本概念在磁场中，带电粒子受到的洛伦兹力的大小和方向取决于粒子的电荷量、速度以及磁场的强度和方向。
当一个带电粒子以速度v在磁感应强度为B的磁场中运动时，它将受到一个垂直于速度方向和磁场方向的洛伦兹力。
这个力的大小由以下公式给出：\[ F = qvB\sin\theta \]其中，F为洛伦兹力的大小，q为粒子的电荷量，v为粒子的速度，B为磁感应强度，θ为速度方向和磁场方向之间的夹角。
2. 洛伦兹力的方向根据洛伦兹力的公式，我们可以看出洛伦兹力的方向与带电粒子的速度方向、磁场方向和电荷符号之间的关系。
当带电粒子的电荷为正电荷时，洛伦兹力的方向与速度方向和磁场方向之间的夹角θ有关；当带电粒子的电荷为负电荷时，洛伦兹力的方向与速度方向和磁场方向之间的夹角θ相反。
3. 洛伦兹力的应用洛伦兹力在物理学和工程学中有着广泛的应用。
在粒子加速器中，利用磁场中的洛伦兹力可以加速带电粒子的运动；在电动机和发电机中，洛伦兹力是电能和机械能转换的基础；在磁共振成像技术中，洛伦兹力被用来产生磁场并对人体进行成像。
4. 洛伦兹力的实验验证洛伦兹力的存在可以通过实验证实。
在实验室中，可以通过将带电粒子置于磁场中并测量其受力情况来验证洛伦兹力的存在。
通过改变粒子的速度、磁场的强度和方向，可以进一步研究洛伦兹力的特性和规律。
总之，磁场中的洛伦兹力是电磁学中重要的概念，它揭示了电荷粒子在磁场中受力的规律。
洛伦兹力的理论和实验研究不仅有助于我们深入理解电磁现象，还在各个领域的应用中发挥着重要作用。
通过对洛伦兹力的研究，我们可以更好地探索电磁学的奥秘，推动科学技术的发展。
第三章 第5节 洛伦兹力
洛伦兹力
电场力
仅在运动电荷的速度方
产生
带电粒子只要处在电场
向与B不平行时，运动
条件
中，一定受到电场力
电荷才受到洛伦兹力
F＝qvBsinθ，方向与B
大小
F＝qE，F的方向与E
垂直，与v垂直，用左
方向
同向或反向
手定则判断
返回
洛伦兹力
电场力
特点 洛伦兹力永不做功
电场力可做正功、负功或 不做功
相同 点
反映了电场和磁场都具有力的性质
需要注意的是，负电荷以速度 v 也可匀速通过这个选择器。但
是，若粒子从右－11 所示的正交电场和磁场
中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方
向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力
作用)，则此粒子
()
A.一定带正电
B.一定带负电
C.可能带正电或负电，也可能不带电
D.一定不带电
图 3－5－11
返回
解析：带电粒子在电场中受电场力，在磁场中受洛伦兹力， 而带电粒子做直线运动，根据电场力方向及洛伦兹力方向判 定，可知两力必反向且与运动速度垂直，故无法判断是何种 带电粒子，即正电、负电、不带电粒子都满足题设条件，故 正确答案为 C。
答案： C
返回
返回
[例 1] 在图 3－5－12 所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度 均为 B，带电粒子的速率均为 v，带电荷量均为 q。试求出图中带 电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向。
答案： 6.4×10－17 N
返回
1.结构 如图 3－5－4 所示为电视显像管的原理示意图(俯视图)。没有磁 场时，电子束打在荧光屏正中的 O 点，为使电子束偏转，由安装在管
高中物理：洛伦兹力
高中物理：洛伦兹力
1．洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功．
(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．
(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
2．洛伦兹力与安培力的联系及区别
(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力．
(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
例1图7中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()
图7
A．向上B．向下
C．向左D．向右
①大小相同的电流；②向外运动．
答案B
解析根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得O点处的磁场向左，再根据左手定则判断带电粒子受到的洛伦兹力向下．
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4.3 洛伦兹力(1) 大学物理解析
基础物理学 4.3 洛伦兹力 磁聚焦 在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相 差不大的带电粒子, 它们的 v0 与 B 之间的夹角 不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋 线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此 现象称之为磁聚焦 . 显象管中电子的磁聚焦装置示意图
主讲：张国才
P 1
P2
E B
A
A
S0
B
B
4.3 洛伦兹力
mE R qBB
基础物理学
17
70 72 73 74 76
锗的质谱 带电粒子电荷量与质量之比称做带电 粒子的荷质比，是反映基本粒子特征 的重要物理量。质谱仪可测定不同速 度下的荷质比. q E m RBB
实验发现，高速情况下同一粒子荷质比有所变化，这是由于带电 粒子质量按相对论关系变化引起的，与电荷无关。这就验证了带电 粒子的运动不改变其电荷量。
B
fm
a
+
+
4.3 洛伦兹力
实验结果
基础物理学
19
U ab RH IB d
受力分析 洛伦兹力:
d
– l – –
q
Fe
b – I
Fm qv B
(方向向下)
Fe qE (方向向上)
当达到动态平衡时：
qE qv B
B
Fm
E vB U ab E l vBl I nqvS nqvld
主讲：张国才
P2
E B
S0
B
4.3 洛伦兹力 速度选择器原理
加速电场
基础物理学
S1 S1
15
用互相垂直的均匀电场和均匀磁场 对带电粒子联合作用,选择速度适宜的 带电粒子。
物理洛伦兹力-概述说明以及解释
物理洛伦兹力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在物理学中，洛伦兹力是一种与带电粒子在电场和磁场中的相互作用有关的力。
这种力是由19世纪的荷兰物理学家洛伦茨提出的，他发现当带电粒子移动时，会受到电场和磁场的双重影响，从而产生一种受力。
洛伦茨力的存在和性质对于解释许多物理现象和现代科学的发展都至关重要。
本文将会对洛伦兹力的概念、公式以及其在物理学中的应用进行深入探讨，同时也将探讨洛伦兹力在现代科学中的作用以及展望其未来的发展。
通过本文的阐述，读者将能更全面地了解洛伦兹力对于物理学和科学发展的重要性。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为以下几个部分来详细介绍物理洛伦兹力的相关概念、公式和应用。
首先，在引言部分将对物理洛伦兹力进行简要概述，介绍文章的结构和目的。
接下来，在正文部分将详细解释洛伦兹力的概念，介绍洛伦兹力的公式以及讨论洛伦兹力在实际应用中的重要性。
最后，在结论部分将总结洛伦兹力在物理学中的重要性，并探讨其在现代科学中的作用，展望未来洛伦兹力的发展方向。
通过以上分析和讨论，读者将能够更深入地了解物理洛伦兹力的相关知识，为其在科学研究和实践中的应用提供更多参考和启发。
1.3 目的本文的主要目的是探讨物理学中的洛伦兹力，并深入了解其在电磁学和磁场中的重要性。
通过对洛伦兹力的概念、公式和应用进行全面的分析和讨论，我们希望读者能够更加深入地理解洛伦兹力在物理学领域中的作用和意义。
此外，本文也将探讨洛伦兹力在现代科学研究中的应用以及未来的发展趋势，以便读者能够更好地认识和理解这一重要力学概念的前沿研究和应用领域。
通过阐述洛伦兹力的重要性和影响，本文旨在引发读者对物理学领域的兴趣和思考，促进科学研究和相关学科的发展。
2.正文2.1 洛伦兹力的概念洛伦兹力是指在电磁场中，带电粒子受到的力。
这个力是由荷电粒子在电场和磁场中相互作用而产生的。
洛伦兹力的大小和方向取决于带电粒子的电荷量、速度以及电场和磁场的强度。
细谈洛伦兹力
法拉第电磁感应定律应用
01
法拉第电磁感应定律内容
当一个回路中的磁通量发生变化时，就会在回路中产生感应电动势。感
应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即$e=-Nfrac{dPhi}{dt}$，
其中$N$为回路匝数，$Phi$为磁通量。
02
洛伦兹力与感应电动势关系
在电磁感应现象中，洛伦兹力作用于运动电荷上，使得电荷在磁场中发
电荷运动方向与磁场方向成任意角度
03
此时θ为v与B的夹角，洛伦兹力F=qvBsinθ，其大小随θ的变化
而变化。
03
洛伦兹力与电场关系
电场对运动电荷作用
电场力
电场对电荷的作用力，与电荷的电量和 电场强度成正比，方向沿电场线切线方 向。
VS
运动电荷在电场中的轨迹
运动电荷在电场中受到电场力的作用，其 运动轨迹与电场线的形状和电荷的初速度 有关。
粒子加速器还应用于材料科学 、化学、生物学等领域。例如 ，利用粒子加速器可以模拟太 空环境，研究材料在太空中的 性能变化；还可以用于研究化 学反应的动力学过程等。
06
总结与展望
洛伦兹力研究意义和价值
揭示电磁相互作用机制
洛伦兹力是电磁学中的基本力，研究 它有助于深入理解电磁相互作用的本 质和机制。
多场耦合效应的复杂性
在实际应用中，洛伦兹力往往与其他物理场（如电场、热场等）相互耦合，使得问题变 得更为复杂，难以精确求解。
高性能计算资源的需求
对洛伦兹力的精确模拟和计算需要高性能的计算资源，如何有效利用和优化计算资源是 当前面临的挑战之一。
未来发展趋势及前景预测
01
深入研究极端条件下 的洛伦兹力
洛伦兹
洛伦兹力的方向由左手定则判定。
高二物理：9洛伦兹力
磁场对运动电荷的作用 1．洛伦兹力的大小和方向（1）洛伦兹力大小的计算公式：F qvB =sin θ其中θ为v 与B 之间的夹角，当v 与B 垂直时，F qvB =；当v 与B 平行时，0F =，此时电荷不受洛伦兹力作用．（2）洛伦兹力的方向：、、F v B 方向间的关系，用左手定则来判断．注意：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B 又垂直于v ，即垂直于B 与v 决定的平面． （3）洛伦兹力的特征①洛伦兹力与电荷的运动状态有关．当0v =时，0F =，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．2．洛伦兹力与安培力的关系（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． 3考试要求第九讲 洛伦兹力知识点睛4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v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：2vqvB mr=②轨道半径公式：mvrBq=③周期公式：2mTBqπ=频率12BqfT mπ==④角频率2qBT mπω==可见T与v及r无关，只与B及粒子的比荷有关．荷质比qm相同的粒子在同样的匀强磁场中，、T f和ω相同．磁场中的运动基础题【例1】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（）A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【例2】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（）A．若速度相等，则半径必相等B．若质量相等，则周期必相等C．若动量大小相等，则半径必相等D．若动能相等，则周期必相等例题精讲【例3】 【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v 向左运动，则下列说法中正确的是（ ） A ．质子将沿轨迹Ⅰ运动，半径越来越小 B ．质子将沿轨迹Ⅰ运动，半径越来越大 C ．质子将沿轨迹Ⅱ运动，半径越来越小 D ．质子将沿轨迹Ⅱ运动，半径越来越大【例4】 在半径为r 的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v 从A 沿半径方向入射，并从C 点射出，如图所示（O 为圆心）．已知120AOC ∠=︒．若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间：（ ）A ．23rvπ BC ．3rvπ D【例5】 一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P （a ，0）点以速度v ，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y 轴射出第一象限。
高中物理选择性必修件洛伦兹力
结构
回旋加速器主要由两个D形金属盒、高频 交流电源、磁体等部分组成。其中，两个 D形金属盒分别与交流电源的两极相连， 形成加速电场；磁体则提供匀强磁场，使 带电粒子在其中做匀速圆周运动。
04 洛伦兹力在电磁 感应中作用
法拉第电磁感应定律内容及应用
法拉第电磁感应定律内容
当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，感应电动势的大小与穿 过回路的磁通量对时间的变化率成正比。
右手定则
伸开右手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感 线从掌心进入，拇指指向导体运动的方向，四指所指的方向 就是感应电流的方向。
洛伦兹力与安培力关系
联系
洛伦兹力和安培力之间的联系是它们都是磁场对运动电荷的作用力。安培力是洛 伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。
区别
安培力是通电导线在磁场中受到的作用力，而洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到 的作用力。安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，而洛伦兹力的 方向只跟磁场方向垂直，跟速度方向不一定垂直。
4. 通过示波器观察带 电粒子在回旋加速器 中的运动轨迹和速度 变化。
THANKS
感谢观看
观察阴极射线管中电子束偏转实验
01
3. 改变磁场方向或强度，观察电 子束偏转的变化。
02
4. 记录实验数据，分析实验结果 。
测量电子比荷实验设计思路
实验目的
通过测量电子在电场和磁场中的偏转情况，计算电子的 比荷。
实验器材
阴极射线管、亥姆霍兹线圈、电源、电流表、电压表、 测量尺等。
测量电子比荷实验设计思路
洛伦兹力使带电粒子偏转
1 2
带电粒子在磁场中偏转
当带电粒子以一定速度进入磁场时，会受到洛伦 兹力的作用而发生偏转。
高中物理选择性必修二 第一章第三节 洛伦兹力
(2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都 垂直，洛伦兹力 只改变带电粒子的速度的 方向 ，不改变速度的 大小 ，对电荷不做功(选 填“做功”或“不做功”).
二、洛伦兹力的大小 1.洛伦兹力公式的推导：设有一段长为L的通电直导线 (如图1)，横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷 数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的 平均速度为v，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中.
D.a是带正电离子及带负电离子的共同运动轨迹
图9
1234
解析 带正电的离子在垂直纸面向里的磁场中向 右运动，根据左手定则可知，离子受到的洛伦兹 力的方向向上，所以带正电的离子的运动轨迹为 a，故A符合题意，B不符合题意. 带负电的离子在垂直纸面向里的磁场中向右运动，根据左手定则可知， 离子受到的洛伦兹力的方向向下，所以带负电的离子的运动轨迹为b， 故C不符合题意. 根据A、C的分析可知，带正电离子及带负电离子的运动轨迹不相同，故 D不符合题意.
1234
4.(带电体在磁场中的运动)(多选)如图10所示，一个质量为0.1 g、电荷
量为5×10－4 C的小滑块(可视为质点)，放在倾角为α＝30°的光滑绝缘斜
面顶端(斜面足够长)，斜面置于B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直
纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面下滑，小滑块运动一段距离l后离
开斜面，g取10 m/s2，则
例1 试判断下列图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向， 其中垂直于纸面指向纸里的是
√
解析 根据左手定则可以判断，选项A中的带电粒子所受的洛伦兹力方 向向下； 选项B中的带电粒子所受的洛伦兹力方向向上； 选项C中的带电粒子所受的洛伦兹力方向垂直纸面指向纸外； 选项D中的带电粒子所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确.
磁场中的洛伦兹力
磁场中的洛伦兹力磁场中的洛伦兹力是物理学中一个重要的概念，它描述了电荷在磁场中受到的力的作用。
洛伦兹力是由荷质比、电荷的速度和磁场的强度共同决定的。
在本文中，我们将详细介绍磁场中的洛伦兹力的原理和应用。
一、洛伦兹力的原理洛伦兹力是由荷质比、电荷的速度和磁场的强度共同决定的。
当一个带电粒子在磁场中运动时，它的速度与磁场的方向有关。
如果速度与磁场方向垂直，那么洛伦兹力将垂直于速度和磁场的平面；如果速度与磁场方向平行，那么洛伦兹力将为零。
洛伦兹力的大小可以通过洛伦兹力公式来计算：F = qvBsinθ其中，F表示洛伦兹力的大小，q表示电荷的大小，v表示电荷的速度，B表示磁场的强度，θ表示速度与磁场方向之间的夹角。
二、洛伦兹力的应用洛伦兹力在物理学中有着广泛的应用。
下面我们将介绍几个常见的应用场景。
1. 电磁感应洛伦兹力是电磁感应现象的基础。
当一个导体在磁场中运动时，导体中的自由电子将受到洛伦兹力的作用，导致电子在导体中产生电流。
这就是电磁感应现象。
电磁感应在发电机、变压器等电器设备中有着重要的应用。
2. 粒子加速器粒子加速器是一种利用洛伦兹力加速带电粒子的装置。
在粒子加速器中，带电粒子通过磁场中的洛伦兹力不断加速，最终达到非常高的速度。
粒子加速器在核物理研究和粒子物理实验中起着重要的作用。
3. 磁共振成像磁共振成像（MRI）是一种利用洛伦兹力原理进行医学影像诊断的技术。
在MRI中，人体内的氢原子核受到磁场的作用，产生洛伦兹力，通过测量洛伦兹力的变化来获得人体内部的影像。
MRI在医学诊断中具有非常重要的地位。
4. 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种利用洛伦兹力进行悬浮和推进的交通工具。
磁悬浮列车通过在轨道上设置磁场，使列车底部的磁体受到洛伦兹力的作用，从而实现悬浮和推进。
磁悬浮列车具有高速、低噪音和环保等优点，被认为是未来交通发展的方向。
总结：磁场中的洛伦兹力是物理学中一个重要的概念，它描述了电荷在磁场中受到的力的作用。
物理课件·洛伦兹力
本节重点：
1.带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的规律方法 2.带电粒子在有界磁场中运动时极值问题的求解方法 3.带电粒子在复合场中的圆周运动问题 4.带电粒子在复合场中的直线运动问题 5.带电粒子在复合场中的曲线运动问题 6.带电粒子在复合场中的径迹分析
一.主要知识点
这段导体所受的安培力的表达式是什么？
F安=BIL
电流强度I 的微观表达式是什么？
I = nqSv
这段导体中含有多少自由电荷数？
nLS
-
-
-
-
-
I
-
-
-
每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？ 根据洛伦兹力与安培力的关系： f洛=F安/N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F
F安 nLS
BIL nLS
BnqvSL nLS
qvB
1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时的规律方法 着重把握”一找圆心，二找半径R=mv/Bq，三找周期 T=2πm/Bq“ （1）圆心的确定：因为洛伦兹力f洛指向圆心，根据f洛 ⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射 出磁场两点）洛伦兹力的方向，两洛伦兹力延长线的交 点即为圆心，或利用圆心位置必定在园中一根弦的中垂 线上，再过一点做切线的垂线与中垂线的交点为圆心。
三.洛伦兹力方向的判断 ——左手定则
伸开左手，使拇指和其余四指垂直， 并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从 掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方 向，这时拇指所指的方向就是正电荷在磁 场中所受洛伦兹力的方向。 四指指向负电荷运动的反方向， 拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦 兹力的方向。
试判断下图中所示的带电粒子刚进 入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力
mgR 1 mv 2 2
mv 2 N mg qvB
R
N 3mg qvB 3mg qB 2gR
（五）小结
1. 洛伦兹力的定义即磁场对运动电荷 的作用。
2. 用左手定则判断洛伦兹力的方向。 3. 在安培力的基础上推导洛伦兹力的 计算公式。 4. 洛伦兹力对运动电荷不做功。
第六节 洛伦兹力初探
磁场对通电导体有力的作用，而 通电导体中的电流是由电荷定向移动 形成的。荷兰物理学家洛伦兹猜想： 磁场对通电导体的作用力，实际上是 作用在运动电荷上的；而通电导体所 受的安培力，则是运动电荷所受磁场 力的宏观表现。
后人把磁场对运动电荷的作 用力称为洛伦兹力。
磁场对运动电荷的作用
I
--- ---- ---- --
I
q
-
v
-
-
n
-
-
-S
B
--- --
L
这段导体所受的安培力的表达式是什么？
F安=BIL
电流强度I 的微观表达式是什么？
I = nqSv 这段导体中含有多少自由电荷数？
nLS
I
q
-
v
-
-
n
-
-
-S
B
--- --
L 每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？
f洛
F安 nLS
强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动轨迹如图所
示，下列情况可能的是（ A D
）
A．粒子带正电，沿逆时针方向运动
B
B．粒子带正电，沿顺时针方向运动
C．粒子带负电，沿逆时针方向运动
D．粒子带负电，沿顺时针方向运动
026. 07-08学年度徐州市六县一区摸底考试9
洛伦兹力
V
例.质子和α粒子在同一匀强 磁场中做半径相同的圆周运动, 由此可知:质子和α粒子的动 能之比为 1:1 .周期之 比为 1:2 .
例、光滑斜面，倾角为θ，匀强磁
场的磁感应强度为B，一质量为M， 带电量q的小球在斜面上自静止释放， 求小球在斜面上运动的时间和最大 速度（设斜面足够长）
例.如图a、b分别为氘核和氚核射 入一正方形的匀强磁场区域的轨 迹,则它们的速率之比为 3:4 .及 在该区域的飞行时间为 4:3 .
关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是 ( D)． A．电荷只要处在电场中，就会受到电场 力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦 兹力 B．电场力对在电场中的电荷一定会做功， 而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功 C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在 电场线和磁感线上 D．只有运动的电荷在磁场中才可能会受到 洛伦兹力的作用
磁感线B线垂直穿过手心，四指 指向+q的速度V方向，-q的速度V反 方向，大拇指F洛方向
③F洛⊥B 且 F洛⊥V。
一、洛伦兹力 4、洛伦磁力作用
偏转
①只改变运动电荷的速度方向， 不改变速度大小； ②对运动电荷不做功。
例1.下列各图中带电粒子刚刚进入磁 场，试判断这时粒子所受格伦兹力 的方向 × × × V V V
+× × × +
× × ×
+
+
V V
× × ×
+× × ×
× × ×
+
V
V
V
求洛伦兹力的大小
例2.如图：磁场方向，正电荷的运 动方向，电荷所受洛伦兹力的方向 两两垂直，则正确的是（ D ）
F V B V
+
B
洛伦兹力的物理意义
洛伦兹力的物理意义洛伦兹力（Lorentz force）是描述荷电粒子在电场和磁场中运动时所受到的力的物理学定律。
它是电动力学的基本定律之一，对于了解电磁现象和电子学非常重要。
这篇文章将重点探讨洛伦兹力的物理意义，包括它的来源、表达方式、作用效果等方面，同时也会分析一些相关概念和实例，尽可能地阐述洛伦兹力在物理学中的应用。
1. 洛伦兹力的来源洛伦兹力是由电荷在电场和磁场中的相互作用产生的力。
电场是由电荷周围的电场源形成的感应电场，与电荷的位置和电量有关。
磁场则由电荷周围的电流构成的磁感应强度通过恒定的方向，磁场不会对电荷产生力，但是在电荷运动的同时对电荷产生影响。
洛伦兹力的来源是电荷的相互作用，在电磁场中，它将根据电荷的运动状态和磁场的强度和方向产生各种形式的力。
在不同的情况下，洛伦兹力和电场力、重力、摩擦力等相互影响，造成不同的运动和效果。
2. 洛伦兹力的表达方式洛伦兹力的表达方式需要用到一些物理学量：电荷、电场强度、磁感应强度和电子的运动速度。
洛伦兹力可用以下数学公式表示：F = q(E + v × B)其中，F表示洛伦兹力的大小和方向；q表示电荷的大小和符号；E表示电场强度；v表示电子的速度向量；B表示磁场强度。
在这个公式中，“×”表示叉积运算，在向量运算中非常常见。
3. 洛伦兹力的作用效果洛伦兹力对电子运动的效果和行为有很多影响。
在磁场的作用下，电子的运动速度会发生变化，在电场中，电子会加速或减速。
因此，洛伦兹力在电子学、电机和电子设备的设计和制造中有重要的应用。
3.1 定向效应洛伦兹力具有方向性，可以用于实现运动和定向效应，例如在电动机和电磁传感器中。
它可以将电子和粒子推向特定方向，使其按照预期的轨迹运动。
此外，洛伦兹力可以产生角动量，使电子绕轨道运动。
3.2 电子光学洛伦兹力可以用于电子显微镜的运行和操作。
通过在样品上放置磁场，可以将电子束聚焦在一起，使其产生高清晰度的图像。
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演示：阴极射线在磁场中的偏转
电子射线管的原理：
从阴极发射出来电 子，在阴阳两极间的高 压作用下，使电子加速， 形成电子束，轰击到长 条形的荧光屏上激发出 荧光，可以显示电子束 的运动轨迹。
实验现象：
1.在没有外磁场时，电子束 沿直线运动，。
2.将蹄形磁铁靠近阴极射 线管，发现电子束运动轨 迹发生了弯曲
v0
我们知道：当电流方向跟磁场方向平 行时安培力等于0
当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小f=0
如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度vo跟磁感强度B的方向平
行,粒子将做什么运动？ 以初速度v0做匀速直线运动
三、洛伦兹力大小
［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的 洛伦兹力又如何呢 ？
结论： 磁场对运动电荷有 力作用。
运动电荷在磁场中受到的作 用力叫做洛伦兹力。
分析： 磁场对电流有安培力的作用，而电流是由
电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培 力就是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现。 即：
1.安培力是洛伦兹力的宏观表现． 2.洛伦兹力是安培力的微观本质
二、洛伦兹力的方向
左手定则：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同 一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指 指向与形成的电流方向一致，那么拇指所指的方
速度选择器：
（1）任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。
（2）带电粒子必须以唯一确定的速度
＋＋＋＋＋＋＋
（包括大小、方向）才能匀速（或者说
v
沿直线）通过速度选择器。否则将发生 偏转。即有确定的入口和出口。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
－－－－―――
（3）这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都无关。
若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向 电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也 将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复 杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力 将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复 杂曲线。
思考与讨论
（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ F⊥v
洛伦洛兹力仑方兹向力与对带电运粒动子电运动荷方只向起垂向直 F ⊥ B （2）洛心伦力兹力的带作电用粒子，运所动以的如速度果有只什在么影响？
洛仑兹力的作用下，运动电 只改荷变粒将子在速磁度场的方内向作，匀不改速变圆粒周子运速度的大小 （3）洛动伦兹力对带电粒子做的功是多少？
由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，
所以洛伦兹力对运动电荷不做功
三、洛伦兹力大小
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，求
B
v
（1）通电导线中的电流 （2）通电导线所受的安培力
I
v
（3）这段导线内的自由电荷数 F （4）每个电荷所受的洛伦兹力
v
v
三、洛伦兹力大小
导线中的电流强度 I = nqSv 导线受安培力为 F安 =BIL=BnqSvL 导线中的电荷的总个数为N = nSL
每个电荷受力为 F洛FN 安BnnLqSvSqLvB
三、洛伦兹力大小
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何
V⊥
V
V//
F B q v s in (为 B 与 v 的 夹 角 ）
三、洛伦兹力大小
F洛=qVB ( V⊥B）
F洛= 0
( V∥B）
当V与B成一角度θ时
F洛=qVBsinθ
三.速度选择器
在电、磁场中，若不计重力，则：
qEqvB v E
B
1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 2.注意电场和磁场的方向搭配。
向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向
正电荷：
f
v
负电荷：
v f
1、形成电流的方向与正电 荷运动方向相同，所以四 指指向正电荷运动的方向，
2、形成的电流方向与负电荷 运动方向相反，所以四指指 向负电荷运动的反方向，
课堂训练
1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
－q
竖直向上
竖直向上
垂直纸面向外 垂直纸面向内