运动电荷在磁场中受到力的作用
磁场中的电荷运动
磁场中的电荷运动在磁场中的电荷运动磁场是由电流产生的，而电荷是带电粒子。
当电荷运动时，会受到磁场的力的作用，这种现象被称为磁场中的电荷运动。
本文将介绍电荷在磁场中的运动规律以及与其他物理量的关系。
一、洛伦兹力的作用在磁场中，电荷受到的力被称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小和方向由以下公式给出：F = qvBsinθ其中，F是洛伦兹力的大小，q是电荷的大小，v是电荷的速度，B 是磁场的大小，θ是电荷速度与磁场方向之间的夹角。
从上述公式可以看出，当电荷的速度与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大；当速度与磁场方向平行时，洛伦兹力最小，甚至为零。
这意味着电荷在磁场中的轨迹将偏离原来的方向，呈现出弯曲的形状。
二、电荷的圆周运动如果一个正电荷以一定的速度在磁场中运动，它将沿着圆形轨迹运动。
根据洛伦兹力的作用方向，可以推导出电荷的运动轨迹。
假设磁场方向为垂直于纸面向内，电荷的速度方向与纸面平行，则电荷将绕着磁场方向进行圆周运动。
在这种情况下，洛伦兹力提供了向心力，使得电荷保持圆周运动。
根据牛顿第二定律，可以得到以下公式：F = ma = (mv^2)/r其中，m是电荷的质量，a是向心加速度，v是电荷的速度，r是电荷运动的半径。
结合洛伦兹力的表达式，可以得到以下关系：qvB = (mv^2)/r通过简单的计算，可以得到电荷运动的半径：r = mv/(qB)可以看出，电荷的运动半径与其质量、速度以及磁场强度成反比。
三、磁力对电流的作用当电流通过导线时，产生的磁场会对导线上的电荷施加力。
电流中的每一个电子都受到洛伦兹力的作用，导致整个导线受到一个总的力。
在直流电路中，导线上的电荷移动速度是恒定的，因此洛伦兹力和电荷的运动方向垂直，导致电流导线呈直线形状。
而在交流电路中，电流的方向和大小都会发生周期性变化，导致电荷在导线中来回运动。
在每一个电流周期内，电荷受到的磁场力的方向也会改变。
由于这种磁场力是周期性变化的，导致导线上的电荷来回振动，并引发电磁感应现象。
电场和磁场的相互作用
电场和磁场的相互作用引言：电场和磁场是物理学中两个重要的概念，它们对于解释和理解各种自然现象和技术应用都具有重要意义。
然而，在一些特定条件下，电场和磁场之间还存在着相互作用的现象。
本文将探讨电场和磁场之间的相互作用机制以及相关应用。
一、静电场与恒定磁场的相互作用在恒定磁场中，电荷在磁场中受到磁力的作用。
当一个电荷在磁场中运动时，它将受到一个力的作用，这个力被称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小与电荷的量、电荷的速度以及磁场的强度和方向相关。
这种相互作用可以通过洛伦兹力的数学表达式来描述。
二、恒定电场与电流的相互作用对于恒定电场中的电流，它们将受到一个称为洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的大小取决于电流的大小、电流的方向以及电场的强度和方向。
恒定电场对电流的作用与磁场对电荷的作用相类似。
洛伦兹力的方向垂直于电流方向和电场方向的平面。
三、电场与变化磁场的相互作用当磁场随时间发生变化时，会产生感应电场。
这个感应电场可以对其他电荷产生作用力。
根据法拉第电磁感应定律，当闭合电路中的磁通量发生变化时，将产生感应电动势，从而驱动电荷运动。
这种感应电场与变化磁场的相互作用被广泛应用于电动机、发电机等技术设备中。
四、磁场与变化电场的相互作用当电场随时间发生变化时，将产生感应磁场。
对于变化的电场，根据法拉第电磁感应定律，感应磁场的强度和方向与电场的变化率有关。
感应磁场的存在可以对其他电流产生作用力，这种相互作用被应用于变压器、电感器等电子设备中。
结论：电场和磁场之间的相互作用是基于洛伦兹力和法拉第电磁感应定律的。
它们在物理学和工程技术中具有广泛的应用，如电动机、发电机、变压器等等。
电场和磁场的相互作用改变了我们对于自然现象的理解，并促进了电气技术的发展。
注意：文章中出现的公式和符号请适当上标或下标来表示，以符合合适的格式要求。
5-4运动电荷在磁场中受力
R
B
速 度 选 择 器
× ×
× ×
mv R= qB' 可知： 可知：对于同位素粒子 m大，R 大；m小，R小 大 小
- × Fe - × B’
E
× + fL + × v + × ×
B
速 度 选 择 器 胶片屏
× 这样， 这样，不同质量的粒子 在胶片屏上留下不同的 × 痕迹——质谱线。 质谱线。 痕迹 质谱线
3.霍尔效应的应用 ① 测量半导体的性质 半导体根据掺杂不同， 半导体根据掺杂不同，有空穴型 （p型）半导体，和电子型（n型）半 型 半导体，和电子型（ 型 导体。 导体。 P型半导体的主要载流子为正电荷； 型半导体的主要载流子为正电荷； 型半导体的主要载流子为正电荷 n型半导体的主要载流子为负电荷； 型半导体的主要载流子为负电荷； 型半导体的主要载流子为负电荷
VH fL Fe I v
B
b E d
为霍尔系数。 为霍尔系数。
IB VH = RH d
2.讨论
IB VH = RH d 1 RH = nq
1.由于导体内有大量的自由电荷，n 较大， 由于导体内有大量的自由电荷， 较大， 由于导体内有大量的自由电荷 RH 较小，故导体的霍尔效应较弱。 较小，故导体的霍尔效应较弱。 2.而半导体界于导体与绝缘体之间，其 而半导体界于导体与绝缘体之间， 而半导体界于导体与绝缘体之间 内的自由电荷较少，n 较小，RH 较大， 内的自由电荷较少， 较小， 较大， 故半导体的霍尔效应显著。 故半导体的霍尔效应显著。
Fe = qE
f L = qvB
当粒子速度 v 较大时， 较大时， Fe< fL， 粒子向右偏转被右 极板吸收。 极板吸收。
磁场对运动电荷的作用力
V⊥B） ( V⊥B） ( V∥B） V∥B）
（3）当V与B成一角度θ时 成一角度θ
=qVBsinθ F洛=qVBsinθ
注意： 注意： （1）洛伦兹力方向与带电粒子运动方 垂直，所以只改变粒子速度的方向 改变粒子速度的方向， 向垂直，所以只改变粒子速度的方向， 不改变粒子速度的 粒子速度的大小 不改变粒子速度的大小 （2）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 子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运 动电荷不做功
四、电视显像管的工作原理
1、要是电子打在A点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 应该沿什么方向？ 垂直纸面向外 2、要是电子打在B点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 应该沿什么方向？ 垂直纸面向里 3、要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应 点逐渐移动， 该怎样变化？ 该怎样变化？ 先垂直纸面向外并逐渐减小， 先垂直纸面向外并逐渐减小， 然后垂直纸面向里并逐渐增大。 然后垂直纸面向里并逐渐增大。
3.5
磁场对运动电荷 的作用力
一、洛伦兹力（f） 洛伦兹力（ ）
定义： 1、定义： 运动电荷在磁场中受到的作用力 叫做洛伦兹力 洛伦兹力。 叫做洛伦兹力。 注意：安培力是洛伦兹力的宏观表现。 注意：安培力是洛伦兹力的宏观表现。 宏观表现
二、洛伦兹力的方向
左手定则：伸开左手， 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四 个手指垂直，并且都在一个平面内； 个手指垂直，并且都在一个平面内；让 磁感线从掌心穿入，并使四指指向正电 磁感线从掌心穿入，并使四指指向正电 运动的方向， 荷运动的方向，这时拇指所指的方向就 是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力 的方向。 的方向。
注意（1）四指指向与正电荷运动方向相同，与负电 注意（ ）四指指向与正电荷运动方向相同， 荷运动方向相反。 荷运动方向相反。
磁场中的洛伦兹力
磁场中的洛伦兹力磁场是我们生活中经常遇到的一种自然现象。
我们可以在电动机、发电机、磁铁等各种物体中观察到磁场的存在。
而与磁场密切相关的是洛伦兹力，它是描述运动电荷在磁场中所受到的作用力。
本文将通过对洛伦兹力的解析，探讨其在日常生活和科学研究中的重要性。
首先，我们来了解一下洛伦兹力的基本原理。
洛伦兹力是由电荷在磁场中所受到的力。
当一个运动电荷进入磁场时，由于电荷带有电荷量，因此它会在磁场中受到力的作用。
这个力的大小和方向与电荷的速度、磁场的强度以及电荷的正负有关。
根据右手定则，当运动电荷的速度与磁场的方向垂直时，洛伦兹力的方向与运动方向呈右手螺旋关系；当运动电荷的速度与磁场的方向不垂直时，洛伦兹力的方向也会随之变化。
在我们的日常生活中，我们可以观察到洛伦兹力的一些应用。
首先是电动机的运行原理。
电动机是一种将电能转化为机械能的设备，它通过利用洛伦兹力来产生转动力矩。
当电流通过电动机的绕组时，它会产生磁场，而磁场会与电动机中的永磁体相互作用，从而产生洛伦兹力。
这个力使得电动机的转子开始转动，从而实现了电能向机械能的转换。
除了电动机，洛伦兹力还可以应用在磁悬浮列车上。
磁悬浮列车是一种利用磁力对车体进行悬浮和推进的交通工具。
当磁悬浮列车通过轨道时，轨道上的电流会产生一个磁场，而列车下方的磁铁也会产生一个磁场。
这两个磁场相互作用，产生了一个洛伦兹力，使得列车悬浮在轨道上并运动。
相比传统的基于轮轨摩擦力的列车，磁悬浮列车具有更高的速度和行驶的稳定性。
此外，洛伦兹力在科学研究中也起到了重要的作用。
磁共振成像（MRI）就是利用洛伦兹力的原理而发展起来的一种技术。
通过在磁场中加入梯度磁场和射频脉冲，MRI可以测量人体内不同组织的磁化强度，从而获得高分辨率的影像。
这项技术在医学领域中被广泛应用，能够帮助医生诊断疾病和研究人类身体的组织结构。
最后，我们还可以从洛伦兹力出发，探讨一些基础科学的问题。
例如，为什么地球上的物体不会受到磁场的影响而运动呢？这是因为地球有自己的磁场，而洛伦兹力只对运动中的电荷起作用。
运动电荷在磁场中受到的力
若有一段长度为L的通电导线，横截面积 为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个 自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为 v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强 度为B的匀强磁场中。 [推导] 这段导体所受的安培力： F=BIL I的微观表达式：I=nqsv 这段导体中含有的自由电荷数：
若有一段长度为L的通电导线，横截面积 为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个 自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为 v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强 度为B的匀强磁场中。 [推导] 这段导体所受的安培力： F=BIL I的微观表达式：I=nqsv 这段导体中含有的自由电荷数：N=nLs
F洛 qvB (v⊥B）
特例:
F洛 0
(v∥B）
[课堂练习]
电子的速率v=3.0×106m/s，沿着
与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强
磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？
[课堂练习]
电子的速率v=3.0×106m/s，沿着
与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强
磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？
4.8×10-14N
[课堂练习]
来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直
的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子
在进入地球周围的空间时，将( )
A. 竖直向下沿直线射向地面
B. 相对于预定地面向东偏转ຫໍສະໝຸດ C. 相对于预定点稍向西偏转
D. 相对于预定点稍向北偏转
v
[课堂练习]
来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直
F安 BIL nqvSLB f qvB nLS nLS nLS
电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速 度方向与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受 的洛伦兹力为： F qvB (v垂直B）
运动电荷在磁场中受到的力
运动电荷在磁场中受到的力引言在物理学中，磁场是一种存在于空间中的特殊力场。
而电荷是产生磁场或受到磁场力作用的重要物理量。
当一个电荷在磁场中运动时，它会受到一个力的作用，这就是运动电荷在磁场中受到的力。
本文将详细讨论运动电荷在磁场中受到的力的性质、计算方法等内容。
磁场和磁场力磁场是由具有磁性的物质产生的。
磁场的特点是有方向和强度。
磁场的单位是特斯拉（Tesla），常用符号为T。
常见的磁场来源有恒定磁场和交变磁场。
磁场力是指磁场对电荷或电流产生的力。
在运动电荷场景中，所受力的大小与电荷的速度、磁场强度以及电荷的运动方向有关。
根据洛伦兹力定律，运动电荷在磁场中所受到的力可以用如下公式表示：[ = q( ) ]其中，F为电荷所受到的力，q为电荷量，v为电荷的速度，B为磁场强度。
运动电荷在磁场中受到的力的性质我们可以从公式中看出，运动电荷在磁场中受到的力具有以下几个性质：1. 没有静止电荷的力根据洛伦兹力定律，只有当电荷具有速度时，才会受到磁场力的作用。
当电荷静止时，磁场对它没有任何影响。
2. 力的方向垂直于速度和磁场强度方向根据公式中的向量积，我们可以看出电荷所受到的力方向与电荷的速度方向和磁场强度方向都垂直。
具体而言，力的方向遵循右手定则，即将右手的食指指向电荷的运动方向，中指指向磁场方向，则拇指指向力的方向。
3. 力的大小与速度、电荷量、磁场强度相关根据公式，我们可以看出电荷所受到的力大小与电荷的速度、电荷量以及磁场强度都有关系。
当速度、电荷量或磁场强度增大时，力也会增大。
而当速度、电荷量或磁场强度减小时，力也会减小。
4. 力不会改变电荷的动能在运动电荷受到磁场力作用时，它的动能不会发生改变。
这是因为磁场力的方向始终垂直于速度方向，所以它只会改变电荷的运动方向而不会改变电荷的速度大小。
运动电荷在磁场中受到的力的计算方法为了计算运动电荷在磁场中受到的力，我们需要知道电荷的速度、电荷量和磁场强度。
根据洛伦兹力定律公式，我们可以按照以下步骤进行计算：1. 确定电荷的速度首先，我们需要确定电荷的速度。
运动电荷在磁场中的受力分析
运动电荷在磁场中的受力分析在物理学中，我们学习了电荷和磁场的相互作用。
其中，最为经典的案例就是运动电荷在磁场中受力的问题。
本文将对运动电荷在磁场中的受力进行分析。
一、洛伦兹力的定义和计算公式当一个带电粒子以速度v在磁场B中运动时，它将受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的定义是：当一个电荷e的粒子以速度v进入磁感应强度为B的均匀磁场中运动时，它所受的力F与物理量e、v、B之间的关系是：F = e * (v x B)其中，矢量符号x表示向量叉积。
此公式表明，洛伦兹力的大小等于电荷e和速度v的乘积，并且与速度v和磁感应强度B的夹角有关。
二、洛伦兹力的方向根据洛伦兹力公式可以看出，洛伦兹力是一个矢量，其方向与速度v和磁感应强度B的夹角有关。
具体来说，将速度向量v按照右手法则旋转到磁感应强度B的方向上，右手握住v，大拇指指向v，四指弯曲的方向则为洛伦兹力的方向。
三、运动电荷在磁场中的轨迹根据洛伦兹力的方向和大小，我们可以推断出运动电荷在磁场中的轨迹。
当洛伦兹力与电荷的速度方向垂直时，电荷将绕着磁场线圈形成一个圆周运动。
当洛伦兹力与电荷的速度方向平行时，电荷将继续沿着直线运动。
而当洛伦兹力与电荷的速度方向呈45度夹角时，电荷将绕着一条螺旋线运动。
四、洛伦兹力的应用洛伦兹力在物理学中有着广泛的应用，其中最为重要的应用之一就是电磁感应。
当一个导线中的电流通过时，导线中的电子将以一定的速度运动。
根据洛伦兹力的作用，电流中的电子将受到一个向导线的方向垂直的磁场力。
利用这一原理，我们可以实现电磁感应，例如发电机的原理。
此外，洛伦兹力还可以应用于粒子加速器和核物理实验中。
在粒子加速器中，带电粒子在加速过程中会产生磁场，从而受到洛伦兹力的作用，加速到较高的速度。
而在核物理实验中，利用洛伦兹力可以将带电粒子进行加速、定位和探测。
五、运动电荷在非均匀磁场中的受力分析虽然本文主要讨论了运动电荷在均匀磁场中的受力分析，但实际应用中我们也经常会遇到非均匀磁场的情况。
运动电荷在磁场中受到的力
运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力是电磁学中一个重要的概念。
当一个电荷在磁场中运动时，它会受到一个垂直于运动方向和磁场方向的力，这个力被称为洛伦兹力。
本文将详细介绍洛伦兹力的计算公式、方向和大小等内容。
一、洛伦兹力的计算公式洛伦兹力是由磁场和电荷共同作用产生的，它可以用以下公式来计算：F = qvBsinθ其中，F表示洛伦兹力的大小；q表示电荷量；v表示电荷运动速度；B表示磁感应强度；θ表示电荷速度与磁场方向之间的夹角。
从公式可以看出，当电荷速度与磁场方向相垂直时，洛伦兹力最大；当二者平行时，洛伦兹力为零。
二、洛伦兹力的方向根据右手定则可以确定洛伦兹力的方向。
将右手握成拳头，让四指指向电荷运动方向，大拇指指向磁场方向，则大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。
三、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小与电荷量、速度和磁场强度有关。
当电荷量或速度增加时，洛伦兹力也会相应增加；当磁场强度增加时，洛伦兹力也会增加。
需要注意的是，洛伦兹力只对运动电荷产生作用，静止电荷不受影响。
四、应用举例洛伦兹力在许多领域都有着广泛的应用。
以下是几个例子：1. 粒子加速器中：粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力可以使它们加速或偏转，从而实现粒子束的控制和聚焦。
2. 电动机中：电动机中的导体在磁场中旋转时，受到的洛伦兹力可以产生扭矩，从而驱动机械运动。
3. 磁共振成像中：磁共振成像利用了核磁共振现象，在强磁场作用下对人体进行成像。
此时，人体内部水分子所带电荷会受到洛伦兹力作用而发生共振信号，从而实现成像。
总之，洛伦兹力是电磁学中一个重要的概念，它在许多领域都有着广泛的应用。
通过深入理解洛伦兹力的计算公式、方向和大小等内容，可以更好地理解和应用电磁学知识。
电磁场对运动电荷的作用力
电磁场对运动电荷的作用力
电磁场对运动电荷的作用力是电磁学的基本问题之一。
在物理学中，
我们知道电荷在电场中会受到静电力的作用，而在磁场中则会受到磁
力的作用。
然而，当电荷同时存在于电场和磁场中时，它们之间的相
互作用就变得更加复杂。
首先，我们来看看运动电荷在静态电场中受到的作用力。
根据库仑定律，两个点电荷之间相互作用的力正比于它们之间距离平方的倒数，
并与它们所带电量的乘积成正比。
因此，在一个静态电场中，一个带
有电量q的点电荷将会受到大小为F=qE的力，其中E是该点处的静
态电场强度。
接下来，我们考虑运动电荷在磁场中受到的作用力。
根据洛伦兹力公式，一个速度为v、带有电量q、处于磁感应强度为B的磁场中的点电荷将会受到大小为F=qvBsinθ（其中θ是速度方向与磁感应强度方向之间夹角）方向垂直于速度和磁感应强度的力。
最后，我们来看看运动电荷在电磁场中的情况。
根据洛伦兹力公式，
一个速度为v、带有电量q、同时处于静态电场强度为E和磁感应强度为B的电磁场中的点电荷将会受到大小为F=q(E+v×B)的力，其中
v×B表示速度与磁感应强度的叉积。
这个公式告诉我们，在电磁场中，
运动电荷所受到的作用力不仅与它所处位置处的静态电场和磁场有关，还与它自身的速度相关。
总之，电磁场对运动电荷的作用力是一种非常复杂而且重要的物理现象。
通过深入理解这个问题，我们可以更好地理解许多物理现象，并
在实际应用中更好地控制和利用这些现象。
电磁场对运动电荷的作用力公式
电磁场对运动电荷的作用力公式及其应用
当运动电荷进入电磁场时，将会受到一个作用力。
我们可以通过
公式计算这个作用力的大小及方向，从而便于我们研究和应用电磁场。
电荷在电磁场中受到的力可以表示为Lorentz力，其公式为：
F=q(E+v*B)，其中q为电荷量，E为电场强度，B为磁场强度，v为电
荷速度。
当电荷沿着电场方向运动时，E和v的方向相同，电荷将受到一个正方向的力；当电荷沿着磁场方向运动时，E和v的方向垂直，电荷将受到一个侧向的力。
在实际应用中，我们可以利用这个公式来计算电子在磁场中的轨迹，或者导体中电流与磁场的相互作用。
比如在磁共振成像技术中，利用此公式可以使人体内水分子受到
一个特定方向的力，从而进一步推导出关于人体结构的信息。
此外，在电动力学理论中，也常常用到此公式推导出电荷的运动
轨迹、电磁波的传播等等。
总之，电磁场对运动电荷的作用力公式是一个十分重要的物理公式，不仅在基础科学研究中得到广泛应用，也在许多实际技术领域发
挥着重要的作用。
磁场对运动电荷的作用力
磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力：磁场力，是磁场对其中运动电荷和电流的作用力。
磁场力包括洛仑兹力和安培力。
磁场对运动电荷作用力称为洛仑兹力，磁场对电流的作用力称为安培力。
洛仑兹力既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向，安培力既垂直于磁场方向又垂直于电流方向。
可以用左手定则判断磁场力的方向。
磁场力包括磁场对运动电荷作用的洛仑兹力和磁场对电流作用的安培力，安培力是洛仑兹力的宏观表现。
磁场力现象中涉及3个物理量的方向：磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向；或磁场方向、电流方向、安培力方向。
用左手定则说明3个物理量的方向时有一个前提，认为磁场方向垂直于电荷运动方向或磁场方向垂直于电流方向。
不少同学认为，根据左手定则知道其中任意2个量的方向可求出第3个量的方向。
一般说，这种看法是不正确的；事实是，磁场方向不一定垂直于电荷运动方向或电流方向，它们之间的夹角可以是任意的。
能肯定的是：洛仑兹力一定既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向，洛仑兹力垂直于磁场B和电荷运动速度v所决定的平面。
安培力一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，安培力垂直于B和I所决定的平面，不应该忽视一个重要事实：B与v或I平行时，洛仑兹力或安培力都不存在。
因此，当B⊥v或B⊥I时，可以用左手定则表述3个物理量方向间的关系。
这时，知道任意2个物理量的方向可求出第3个物理量的方向。
当B与v或B与I不垂直时，根据B与v的方向或B与I的方向，可确定洛仑兹力f或安培力F的方向，但是，根据v、f的方向或I、F的方向不确定B的方向；根据B、f的方向或B、F的方向不能确定v或I的方向。
这2种问题若有确定的解必须补充条件。
磁场力包括两种，一种是磁场对通电导线的作用力，另一种是磁场对运动电荷的作用力。
运动电荷在磁场中受到的力
v
F洛
F洛
v
洛伦兹力的方向
实验结论：洛伦兹力的方向既 跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电荷的 运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的 方向总是垂直于磁感线和运动电荷 所在的平面，即：F安⊥Bv平面 伸开左手： 磁感线——垂直穿入手心 四指——
①指向正电荷的运动方向
②指向负电荷运动的反向 大拇指——
所受洛伦兹力的方向
A、匀加速运动
B、匀减速运动
C、匀速直线运动
D、在螺线管内来回往复运动
课堂练习
5、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面 顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂直纸 面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑至底
端，则它滑至底端时的速率将（ B ）
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足，无法判断
1、通电导线在磁场中所受的安培力就是 洛伦兹力的宏观表现。
2、研究表明，洛伦兹力的大小与电荷的运 动方向及磁场的方向有关。
洛伦兹力的大小
如图所示，设有一段长度为L，横截面 积为S的导线，导线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，定 向移动速率为v，将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。
小结：
磁场对运动电荷作用力：洛伦兹力 1、洛伦兹力的大小：
v∥B，F洛=0；v⊥B，F洛=qvB v与B成θ时，F洛=qvBsinθ
2、方向：
F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥vB平面
3、做功情况：
洛子在磁场中所 受洛伦兹力的方向：
课堂练习
洛伦兹力的大小
安培力为F安=BIL 电流的微观表 达式为 I=nqsv 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洛 = F安/N 故可得F洛=qvB
运动电荷在磁场中受到的力
运动电荷在磁场中受到的力当一个运动带电粒子进入磁场时，它会受到一个垂直于速度方向的力，这就是运动电荷在磁场中受到的力。
这个力被称为洛伦兹力，它的大小和方向由洛伦兹力定律决定。
洛伦兹力定律描述了运动电荷在磁场中受到的力的大小和方向。
根据洛伦兹力定律，洛伦兹力的大小等于电荷的电量乘以速度与磁场强度的乘积的绝对值，即F = qvBsinθ，其中F表示洛伦兹力，q表示电荷的电量，v表示电荷的速度，B表示磁场的磁感应强度，θ表示速度与磁场的夹角。
根据洛伦兹力定律可知，只有当电荷的速度与磁场的方向存在夹角时，电荷才会受到磁场的力。
当电荷的速度与磁场的方向平行或反平行时，洛伦兹力的大小为零，电荷不会受到磁场的力。
这是因为sinθ等于零或π，洛伦兹力的大小为零。
洛伦兹力的方向垂直于速度与磁场的平面，它遵循右手定则。
右手定则可以通过以下方式确定洛伦兹力的方向：用右手握住电荷的速度，让伸出的食指指向速度方向，中指指向磁场方向，那么拇指的方向就是洛伦兹力的方向。
洛伦兹力的大小与电荷的电量成正比，因此电量越大，受到的力也越大。
洛伦兹力的大小与速度的大小成正比，因此速度越大，受到的力也越大。
洛伦兹力的大小与磁场的磁感应强度成正比，因此磁场越强，受到的力也越大。
洛伦兹力对于电荷在磁场中的运动轨迹有着重要的影响。
当电荷的速度与磁场的方向垂直时，洛伦兹力使得电荷沿着磁场的方向做圆周运动。
当电荷的速度与磁场的方向平行或反平行时，洛伦兹力的大小为零，电荷沿直线运动。
运动电荷在磁场中受到的力在很多领域都有着广泛的应用。
例如，在粒子加速器中，利用磁场对带电粒子施加洛伦兹力，可以使粒子沿着特定轨道加速运动。
在磁共振成像中，利用磁场对带电粒子施加洛伦兹力，可以观察到物质的内部结构。
在电动机中，利用磁场对带电导体施加洛伦兹力，可以实现电能转化为机械能。
总结起来，运动电荷在磁场中受到的力由洛伦兹力定律描述。
洛伦兹力的大小等于电荷的电量乘以速度与磁场强度的乘积的绝对值，方向垂直于速度与磁场的平面。
磁场中的电荷受力和运动问题
磁场中的电荷受力和运动问题在物理学中，我们经常会遇到磁场中的电荷受力和运动问题。
磁场是由运动的电荷产生的，也可以通过电流或磁体来产生。
电荷在磁场中会受到力的作用，并且可能会发生运动。
在本文中，我们将详细讨论磁场中电荷的受力和运动问题。
一、洛伦兹力在磁场中，电荷受到的力被称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小与电荷的大小、电荷的速度以及磁场的强度有关。
洛伦兹力的方向垂直于电荷的速度和磁场的方向，并且遵循左手定则。
左手定则的规则是，将大拇指指向电荷的速度方向，食指指向磁场的方向，那么中指的方向就是洛伦兹力的方向。
二、电荷在磁场中的运动电荷在磁场中的运动可以分为两种情况：一种是电荷受到洛伦兹力而发生圆周运动，另一种是电荷在磁场中受到力而沿直线运动。
1. 圆周运动当电荷在磁场中受到垂直于速度方向的洛伦兹力，它将会执行圆周运动。
在圆周运动中，洛伦兹力提供了向心力，使电荷维持在一个半径为r的圆轨道上运动。
根据牛顿第二定律，洛伦兹力等于质量乘以向心加速度，即F = ma。
因此，我们可以得出洛伦兹力的表达式 F = qvB，其中q是电荷，v是速度，B是磁场的强度。
2. 直线运动除了圆周运动，电荷也可以在磁场中进行直线运动。
当洛伦兹力与电荷的速度方向平行时，电荷将会在磁场中做匀速直线运动。
洛伦兹力提供了电荷的加速度，使其速度保持不变。
由于洛伦兹力为零，电荷将不会受到磁场的影响。
三、荷质比的测量磁场中的电荷受力和运动问题还可以用来测定电荷的荷质比。
荷质比是指电荷的大小与质量之比。
假设我们知道电荷q的速度v和磁场的强度B，以及电荷在磁场中所绕圆周的半径r，那么我们可以通过洛伦兹力的表达式F = qvB和向心力的表达式F = mv²/r，将两者相等并解方程，就可以求得电荷的荷质比。
四、进一步探究除了以上简单情况，磁场对电荷的作用还涉及到电流和磁矩等更加复杂的问题。
电流在磁场中也会受到力的作用，并且可能会发生运动。
磁矩是由电流形成的一个矢量，它在磁场中也会受到力的作用。
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。
磁场对运动电荷的作用力
磁场对运动电荷的作用力首先，磁场是由运动电荷产生的。
当电荷在运动时，它会产生一个环绕着它的磁场。
这就是著名的安培环路定理，它说明了电流在产生磁场方面的重要性。
电流是由运动电荷产生的，并且在产生磁场时，电流不仅仅是电荷的数量，还包括电荷的速度。
因此，只有运动电荷才能产生磁场。
当一个运动电荷进入一个磁场时，它会受到一个磁场力的作用。
这个作用力被称为洛伦兹力，是由电荷的运动状态和磁场的性质共同决定的。
具体来说，洛伦兹力的大小和方向由以下三个因素决定：电荷的速度、磁场的方向和大小以及电荷的电荷量。
洛伦兹力可以用以下公式表示：F=q*(v×B)其中，F表示洛伦兹力，q是电荷的电荷量，v是电荷的速度，B是磁场的磁感应强度。
"×"表示向量叉乘，由右手定则可知，正交于电荷的速度和磁场的方向。
根据这个公式，我们可以看到洛伦兹力与电荷的速度和磁场的方向和大小都有关系。
如果电荷的速度与磁场平行，洛伦兹力为零，电荷不会受到磁场力的作用。
如果电荷的速度与磁场垂直，洛伦兹力的大小最大。
如果电荷的速度与磁场的方向成一定的角度，洛伦兹力的大小将介于0和最大值之间。
在实际应用中，磁场对运动电荷的作用力表现出一些重要的特性。
首先，该力是一个受力，它使运动电荷发生加速度。
其次，磁场力只对速度有垂直分量的电荷产生作用，不会改变电荷的速度大小。
最后，磁场力与电荷的电荷量成正比，因此电荷越大，力也越大。
磁场对运动电荷的作用力在许多实际情况中都有重要应用。
例如，它可以用于磁力传感器和磁力计等仪器中。
在这些设备中，磁场力被用来测量电荷的速度，并将其转化为一个可读的数值。
此外，洛伦兹力是运行大型粒子加速器的基本原理之一、在这些加速器中，电荷通过磁场受到的力会加速它们，并使其达到很高的速度。
总之，磁场对运动电荷的作用力是一种重要的物理现象。
洛伦兹力的大小和方向取决于电荷的电荷量、速度和磁场的方向和大小。
磁场力对于许多实际应用非常重要，并在许多领域中发挥着重要作用。
高中物理 3.5运动电荷在磁场中的运动
二、洛伦兹力的大小
当运动电荷的速度v方向与磁感应强 度B方向的夹角为θ，电荷所受的洛伦兹 力大小为
3.电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入 B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力 是多大？
思考与深化
若带电粒子垂直于磁场方向射入匀强磁场 中，带电粒子在磁场中将会如何运动？
三、显像管的工作原理
3.如图所示，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬 挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°， 水平磁场垂直于小球摆动的平面．当小球自左方 摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自 右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为（ ）
A.0 B.2mg C.4mg D.6mg
4.一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10-4C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(斜 面绝缘)，斜面置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场
第5节 运动电荷在磁场中受到的力
丰城九中
一、洛伦兹力(Lorentz force) 1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力， 叫洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向：
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。
电视显像管应用了电子束在磁场中的偏 转原理。电子束射向荧光屏就能发光，一束 电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通 过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光 屏发光。
思考与讨论
如图所示，电视显像管中，要使电子束 从B逐渐向A点扫描，必须加一个怎样变化的 偏转磁场？
荧光屏中点O的下 方，应加一垂直向内 的磁场，且越下方磁 场越强，而在O点的上 方，应加一垂直向外 的磁场，且越上方的 磁场越强。
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运动电荷在磁场中受到力的作用1. 下列各图反映的是带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动,其中正确的是()A. B. C. D.2. 下列说法中不正确的是()A. 磁感线一定是从N极出发,终止于S极B. 正电荷在电场中受到的电场力的方向即为该点电场强度的方向;小磁针在磁场中N极受到的磁场力的方向即为该点磁场的方向C. 电场线上某点的切线方向即是该点电场强度的方向;磁感线上某点的切线方向即是该点的磁场的方向D. 电场线越密的地方电场强度越强;磁感线越密的地方磁感应强度越强3. 关于电视、电脑显示器的工作原理,下列说法中正确的是()A. 没有外加磁场时,电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的中心,荧光屏的中心出现一个亮点B. 没有外加磁场时,电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的边缘,荧光屏的边缘出现一系列的亮点C. 有外加平行磁场时,电子枪发出的电子束将发生偏转D. 使电子束发生偏转的力是安培力4. 关于洛伦兹力的做功情况,正确的是()A. 洛伦兹力可能做正功B. 洛伦兹力一定做功C. 洛伦兹力可能做负功D. 洛伦兹力一定不做功5. 下列说法正确的是()A. 运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用B. 运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零C. 洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度D. 磁场力与电荷运动方向及磁场方向一定都垂直6. 大量的带电荷量均为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是()A. 只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B. 如果把+q改为-q,且速度反向但大小不变,运动方向与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小方向均不变C. 只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用D. 带电粒子受到洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度越小7. 下列四幅图中,正确标明了带电粒子所受洛伦兹力F方向的是()A. B. C. D.8. [2017·汕头市高二期中考试]带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中，能在磁场中受力发生垂直纸面向内偏转的是A. AB. BC. CD. D9. 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10. 如图所示中表示磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷作用力F的相互关系图,这四个图中画法正确的是(其中B、F、v两两垂直)()A B C DA. AB. BC. CD. D11. 图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )A. AB. BC. CD. D12. 如图所示，有一磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速度v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的电场强度大小和方向是( )A. B/v，竖直向上B. B/v，水平向左C. Bv，垂直于纸面向里D. Bv，垂直于纸面向外评卷人得分二、多选题13. 关于洛伦兹力方向的判定,以下说法正确的是()A. 用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷定向运动方向相同B. 用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷运动形成等效电流方向相同C. 正电荷在磁场中受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向D. 若将在磁场中的运动电荷+q换为-q且速度方向反向,则洛伦兹力方向不变14. 有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A. 洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力B. 安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C. 安培力和洛伦兹力的实质都是磁场对运动电荷的作用力D. 洛伦兹力和安培力的方向用安培定则判断15. 下图所示为一束粒子沿Ob方向垂直射入匀强磁场,在磁场中分为a、b、c三束,其中a、c发生偏转,b不发生偏转,不计粒子的重力,判断各束粒子的电性:a,b,c(选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。
16. 有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上,并处在磁感应强度为B、方向垂直指向纸面内部的匀强磁场中,如图所示。
为了使小球飘离平面,匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少?方向如何?17. 一个质量m=0.1 g的小滑块,带有q=5×10-4 C的电荷量,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面置于B=0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示。
小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时要离开斜面。
g取10 m/s2,则:(1)小滑块带何种电荷?(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?(3)该斜面的长度至少多长?参考答案1. 【答案】D【解析】带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动,其向心力为洛伦兹力,由左手定则可判断D正确。
2. 【答案】A【解析】磁感线是封闭曲线,在磁体外部是由N极指向S极,而在磁体内部则是由S极指向N极,所以A项错误。
根据电场、磁场方向的规定可知B项正确。
根据电场线、磁感线的定义可知C项正确。
电场线和磁感线的相同之处就在于电场线或磁感线越密的地方电场强度或磁感应强度越强,可知D项正确。
3. 【答案】A【解析】当没有外加磁场时,电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的中心,A正确,B错误;外加平行磁场时,电子不受洛伦兹力作用,不会发生偏转,C错误;使电子束发生偏转的力是洛伦兹力,D错误。
4. 【答案】D【解析】因为洛伦兹力总与电荷运动方向垂直,所以只改变速度方向,而不改变速度大小,因此洛伦兹力永不做功。
5. 【答案】D【解析】运动电荷的受力不仅与B、q、v的数值有关,还与B和v的方向有关;当v与B平行时,运动电荷受洛伦兹力为零,v与B垂直时受洛伦兹力最大。
速度是矢量,洛伦兹力因为总与速度垂直,所以不改变其速度大小,但会改变速度方向。
6. 【答案】B【解析】带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力不仅与其速度的大小有关,还与其速度的方向有关,当速度方向与磁场方向在一条直线上时,不受洛伦兹力作用,所以A、C、D错误;根据左手定则,不难判断B是正确的。
7. 【答案】D8. 【答案】D【解析】本题考查了带电粒子在匀强磁场中的偏转、洛伦兹力、左手定则等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
A、B图中粒子的速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，不会偏转，选项AB错误；C图中粒子的运动方向与磁场方向垂直，根据左手定则可以判断出粒子受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外，粒子垂直纸面向外偏转，选项C错误；D图中粒子的运动方向与磁场方向垂直，根据左手定则可以判断出粒子受到的洛伦兹力方向垂直纸面向内，粒子垂直纸面向内偏转，选项D正确。
综上本题选D。
9. 【答案】B【解析】洛伦兹力与速度方向始终成直角,作为向心力,使粒子圆周运动,向心力是不做功的,因此也不改变动能,B正确.10. 【答案】D11. 【答案】B【解析】根据左手定则判断，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A项错误，B项正确；C、D中都是：v∥B，则F＝0，故C、D均错误。
12. 【答案】C【解析】由左手定则可知，电子流所受洛伦兹力的方向垂直于纸面向里，因此，要求静电力的方向垂直于纸面向外，因电子带负电，所以，匀强电场的方向为垂直纸面向里，由qvB＝qE得，E＝Bv。
故选C。
13. 【答案】BD【解析】运用左手定则时,“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效电流方向,而不一定沿电荷定向运动方向,因为负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向。
通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的关系可知:两者方向相互垂直,而不是相互平行。
14. 【答案】BC【解析】安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观实质,两者的实质是一样的,方向都用左手定则判断。
15. 【答案】带正电不带电带负电16. 【答案】当磁场向左运动时,相当于小球向右运动带正电的小球所受的洛伦兹力方向向上当洛伦兹力与重力平衡时,小球即将飘离平面设此时速度为v,则由力的平衡有qvB=mg则v=mgqB，磁场应水平向左平移17.(1) 【答案】小滑块沿斜面下滑的过程中,受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F。
若要小滑块离开斜面,洛伦兹力F方向应垂直斜面向上,根据左手定则可知,小滑块应带有负电荷。
(2) 【答案】小滑块沿斜面下滑时,垂直斜面方向的加速度为零,有qvB+FN-mg cos α=0,当FN=0时,小滑块开始脱离斜面,故v=mgcosαBq=0.1×10-3×10×√320.5×5×10-4m/s≈3.46 m/s(3) 【答案】法一:下滑过程中,只有重力做功,由动能定理有:mgs sin α=12mv2,斜面的长度至少应是s=v22gsina=(2√3)22×10×0.5m=1.2 m法二:下滑过程中,小滑块做初速度为零的匀加速直线运动,对小滑块:由牛顿第二定律得mg sin α=ma,由运动学公式得v2=2as。
解得s=v22gsinα=1.2 m。