安培力和洛伦兹力的关系

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安培力与洛伦兹力

安培力与洛伦兹力

1.5 第一章 安培力与洛伦兹力【知识再理解1】磁场对通电导线、运动电荷的作用力 1. 概念:安培力(大小、方向)、洛伦兹力(大小、方向) 2. 方法:(1)左手定则 (2)力和运动分析 3. 规律:(1) 安培力和洛伦兹力关系1. 如图所示有一个与水平面成θ=37°的光滑导电滑轨,导轨上放置一个可以自由移动的金属杆ab 。

导电滑轨宽L =0.5m ,金属杆ab 质量m =0.4kg 、电阻R 0=2.0Ω,整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B =4T 的匀强磁场中。

导轨所接电源的电动势为E =9V ,内阻r =1.0Ω,其他电阻不计,取g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

现要保持金属棒在导轨上静止不动,求:(1) 金属棒所受到的安培力大小; (2) 滑动变阻器接入的阻值;(3) 若金属棒与导轨间有动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,求滑动变阻器接入的最小阻值。

2.4N 4.5Ω 1.5Ω2. 如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q 、质量为m 的带电小球,管道半径略大于小球半径。

整个管道处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直。

现给带电小球一个水平速度v ,则在整个运动过程中,带电小球克服摩擦力所做的功可能为( )①0 ②221mv ③221)(qB mg m ④][2122)(qB mg v m - A. ② B.①③④ C. ①②④ D.②④【知识再理解2】带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪、回旋加速器、带电粒子在复合场中的运动 1. 方法:(1)力和运动分析 (2)带电粒子在匀强磁场中圆心、轨道、关系确定方法。

2. 规律:(1)带电粒子在有界匀强磁场中运动角度、长度、时间分析。

(2)复合场中运动衔接1. 真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a 和3a 的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。

安培力和洛伦兹力

安培力和洛伦兹力
VH EH b
B
FE e H
I
v
E
b
d

9
1. 霍尔效应:在磁场中,载流导体或半导 体上出现横向电势差的现象。
1879年美国物理 学家霍尔发现
2.霍尔电压:1)定义:霍尔效应中产生的电势差。
上图中导体上下两端面出现电势差
IB VH Bb nqd
霍尔系数
1 / nq
10

2)公式: ①运动电荷受洛仑兹力 f m qB ②在霍尔电场中,电荷受电力 f e qEH
§6.4 安培力和洛伦兹力
§6.4 .1 安培力
*§6.4 .2
§6.4 .3
磁场对载流线圈的作用力矩 磁矩
洛仑兹力
§6.4.4
* §6.4.5
带电粒子在磁场中运动
霍尔效应
1
§6.4 .3 洛仑兹力 1.洛仑兹力:
磁场对运动电荷施以的磁场力叫洛仑兹力。
2.公式:
3.说明: 1)各量的含义:
f m q B
Id l d F
B
dF
B
Id l
2.整个载流导线受力 F Idl B
l
注意:先化成标量再积分。 ■
15
二、安培力与洛仑兹力的关系 1.推导: 安培力 df Idl B 而
I qns df qnsdl B
v//
h
B
2)粒子运动:螺旋运动 粒子在垂直磁场的平面里做圆周运动 同时又沿磁场方向匀速运动 ■
7
①螺旋半径 ②螺距
m0 m0 sin R qB qB

2πm0 cos h T0 cos qB

高考物理点睛洛伦兹力的应用汇总

高考物理点睛洛伦兹力的应用汇总

高考物理点睛洛伦兹力的应用汇总洛伦兹力公式推导02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运动方向,不改变速度的大小,对电荷不做功。

03洛伦兹力与安培力的关系安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观解释。

电流是带电粒子定向运动形成的,通电导线在磁场中受到磁场力(安培力)的作用,揭示了带电粒子在磁场中运动时要受磁场力作用的本质。

大小关系F安=NF洛。

式中的N是导体中的定向运动的电荷数。

04洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向可用左手定则来判断:伸开左手,使大拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,则大拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。

若沿该方向运动的是负电荷,则它所受的洛伦兹力的方向与正电荷恰好相反。

说明1、我们只研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况,由左手定则可知,洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直,又与电荷的运动方向垂直,即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面。

2、由于洛伦兹力F总是跟运动电荷的速度方向垂直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功,洛伦兹力只能改变电荷速度的方向,不能改变速度的大小。

例1:质量为m、带电荷量为q的小物块,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示.若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是()A.小物块一定带正电荷B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C.小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D.小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面压力为零时的速率为C试题分析:已知小物块下滑某时刻对斜面作用力恰好为零,由左手定则可知小物块带负电,A错误;对小物块下滑过程受力分析如图所示,物块向下加速v增大,F洛也在增大,例2:质量为m、电荷量为q的带正电小球,从倾角为θ的粗糙绝缘斜面(µ<tan θ)上由静止下滑,斜面足够长,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为b,如图所示。

高中物理:洛伦兹力

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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安培力与洛伦兹力有何区别于联系?

安培力与洛伦兹力有何区别于联系?

安培力与洛伦兹力有何区别于联系?在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题,上课觉着什幺都懂了,可等到做题目时又无从下手。

以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。

过早的对物理没了兴趣,伤害了到高中的学习信心。

收集整理下面的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,小编做一个统一的回复,有同样问题的同学,可以仔细看一下。

【问:安培力与洛伦兹力有何区别于联系?】答:安培力是杆件受到的力,而洛伦兹力是单独某带电粒子受到的力。

安培力存在的本质源于洛伦兹力,可以认为安培力是杆件上所有电荷运动受到洛伦兹力的合力。

【问:做圆周运动的物体所受到的合外力一定是指向圆心的吗?】答:并不是都指向圆心。

如果物体做的是匀速圆周运动,合外力等于向心力,指向圆心。

并非匀速圆周,速度大小改变(做加速或减速运动)的物体,其合外力可在两个方向上分解,一个是指向圆心的向心力,维持物体圆周运动,另一个分力是在瞬时速度方向提供切向加速度,引起线速度的改变。

【问:牛顿第二定律可以分析多个物体吗?】答:多个物体间没有相对运动,可以看做一个整体,牛顿第二定律就是成立的,对应的公式f=ma,公式中的f是整体所受到的外力,不能包括物体之间的力,m是所有物体的质量,a是整体的加速度。

如果有相对的运动,就不能当成一个整体分析,显然加速度不同,牛顿第二定律不能用。

【问:天体运动中有密度问题怎幺办?】答:天体的密度的公式就是定义式ρ=m/v;天体的体积计算式是v=4/3*πr3,将其带入万有引力公式和向心力的公式,就可以去解题了。

【问:扎实掌握一个考点的方法?】答:高中物理中有很多考点抽象、综合,除了理清其概念外,还要辅助做一些题。

同一个知识点可以命出各种题型,每个类型的题都应该练个两三次,加上参考答案的解释,以及自己的归。

浅谈安培力的性质

浅谈安培力的性质

浅谈安培力的性质通常认为安培力的性质和洛伦兹力一样,都是磁场力。

关于安培力与洛伦兹力的关系已经老生常谈,笔者在此拾人牙慧,也略有新悟。

按照力的性质来分类,要根据力的定义、产生力的原因机理来确定。

一、安培力与洛伦兹力所谓安培力就是载流回路在外磁场受到的力。

由于电流是电荷定向移动形成的,因此我们通常认为,安培力实质上是磁场对形成电流的运动电荷的洛伦兹力的总和,即安培力是作用在自由电荷上洛伦兹力的宏观表现。

现行教材也据此由安培力公式导出洛伦兹力公式。

而洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力。

据此,从宏观、微观都应该认为安培力的性质是磁场力。

二、晶格碰撞与霍尔效应许多物理学及电磁学书中,认为载流导线在磁场中受到安培力的原因是:由于形成电流的所有做定向漂移运动的自由电子,在磁场中都受洛伦兹力而产生侧向漂移。

这些电子做侧向漂移运动时,不断与晶格碰撞,将其动量传给晶格,因而导线便受到了安培力。

这种对安培力和洛伦兹力的解释似乎很有道理。

但仔细分析一下,便发现有不妥之处。

自由电子在磁场中受洛伦兹力的作用,要做侧向漂移与晶格碰撞形成安培力。

但自由电子这种侧向漂移很快就不存在了。

因为这种侧向漂移将使电子在一侧积累而形成负电荷层;同时在另一侧由于电子减少而形成正电荷层;如图1所示。

这实际上就是霍尔效应。

这样就构成了阻止自由电子做侧向漂移运动的电场,直到该电场对这些自由电子所施加的电场力与其所受的洛伦兹力平衡为止。

这样,自由电子的侧向漂移运动就终止了,也就谈不上由于自由电子的侧向漂移运动而发生的与晶格碰撞的动量传递,也就是没有安培力了。

针对这种有明显矛盾的解释,我们不妨再以形成霍尔效应的电荷为研究对象继续分析下去。

在磁场中的载流导线由于霍尔效应,在导线内部产生霍尔电场,该电场对做定向漂移运动的自由电子所施加的电场力很快与其所受的洛伦兹力平衡。

既然自由电子受到霍尔电场的作用力,那么形成霍尔电场的电荷必定受到自由电子的反作用力,如图2所示。

简述安培力与洛伦兹力的关系

简述安培力与洛伦兹力的关系

简述安培力与洛伦兹力的关系安培力和洛伦兹力都是在电磁学中非常重要的力,它们之间的关系十分密切。

安培力是由电流在磁场中产生的力,其方向垂直于电流方向和磁场方向,大小与电流大小和磁场强度成正比。

而洛伦兹力则是指电荷在磁场中受到的力,其方向垂直于电荷运动的方向和磁场方向,大小与电荷大小、电荷速度、磁场强度成正比。

可以看出,两种力的方向都垂直于磁场方向,因此电流中的电荷在磁场中受到的洛伦兹力也同时作用到整个导线上,即为安培力。

因此,通常在讨论电磁学问题时,我们经常将这两种力归为同一类,统称为磁场力。

总之,在电磁学中,安培力和洛伦兹力是密不可分的,两者共同构成了磁场力,是电磁学理论中不可或缺的基础。

大学物理学-安培力与洛伦兹力

大学物理学-安培力与洛伦兹力

B2
B1
0 I1
2πa
df2的大小为:df2
B1I2dl2
sin 90
0 I1I 2
2πa
dl2
I1
I1dl1 df1
I2
导线上单位长度受力大小为:
df2 0 I1I2
dl2
2πa
同理,导线C上单位长度受力大小为: 方向指向导线D。
df1 0 I1I2
dl1 2πa
C df 2
a
D I 2 dl2
线圈受磁力矩:
M Pm B M ISB sin
方向垂直屏幕平面向外,角位矢方向向
里,所以磁力矩的功为:
f2
f 2
B
Pm
d
W dW 2 M d 1
2 M cos πd 2 ISB sin d
1
1
2 Id(SB cos )
1
m2 m1
Id m
I m
载流线圈在磁场内转动时磁力矩的功为:
荷的绝对值,n 为自然数),电子经过一段飞行后恰好打在图中的O点。
证: 设电子飞行时间为t,其作螺旋运动的周期为T,则:
L 0 cos t
T 2πme /(eB)
当t = nT时,电子能恰好打在O点:
0
B
O
L
L 0 cos nT 2πmen0 cos /(eB)
大学物理学
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F1 Bl1Isin( - ) Bl1I sinθ
同理,cb边受力大小:F2 Bl1I sinθ (2) ab、cd受力分析
ab边受力大小
F3 Bl2 I
d
l2 c
F4 F3
F2
Pm

安培力和洛伦兹力的区别 有什么联系

安培力和洛伦兹力的区别 有什么联系

安培力和洛伦兹力的区别有什么联系越来越多的同学对于安培力和洛伦兹力两者之间的关系存在一定的疑惑,他们的区别是什幺,两者又有什幺联系呢,本文小编就为大家整理了相关信息,供大家参考。

1安培力和洛伦兹力有什幺不同两者实际是等同的。

可以将安培力想象成是导线中无数个小电荷在流动时分别受到的洛仑兹力的叠加;譬如,假设现在的电流是I,那幺说明t时间内,流过某一截面积的电荷数是Q=It所以流过的电子总数n=Q/e=It/e。

这段电子在t时间内流过的长度是l=vt,v是电子流的宏观平均速度,每个电子都受到洛仑兹力,f=evB,那幺这段l长度内的电子受到的总的洛仑兹力是f’=nevB=ItevB/e=ItvB=IBl。

现在整段导线在磁场内的长度是大L,而每小段l受到的是f’,所以总的受到的安培力F=BIL,左手定则是判断受力,右手定则是判断电流反方向,右手定则还有一个右手螺旋定则是判断磁场方向的.点是电流垂直纸面向外,反之是向里,四指是电流方向,拇指是运动方向。

另外,洛伦兹力是磁场对运动中的带电粒子的作用力,是对单个带电粒子而言;安培力是磁场对通电导线的作用力,是对整个在磁场中的导线而言。

事实上,为什幺磁场会对通电导线有安培力的作用呢?我们知道,通电导线中有很多运动的电荷;安培力,正是磁场对所有这些电荷的洛伦兹力的总和。

即安培力是洛伦兹力的宏观体现;而洛伦兹力,是安培力的微观原理。

区别就在这里一个宏观,一个微观。

1两者有什幺联系在高三物理选修本中提出安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。

接着,又利用F=BIL推导了一个电荷受到的洛伦兹力f=qVB,从推导过程来看,安培力就是所有电荷受到洛伦兹力的合力,这个。

洛仑磁力永不做功,安培力是它的合力,为什么可以做功Microsoft Word 文档

洛仑磁力永不做功,安培力是它的合力,为什么可以做功Microsoft Word 文档

洛仑磁力永不做功,安培力是它合力,为什么可以做功呢?首先可以分析一下安培力成因。

电子在磁场中运动时会有一个F=eV×B力(这里符号F、V、B均是矢量),此力便是洛伦兹力,它及运动方向垂直,即及电子位移方向垂直,由W=F×S可知此力不会做功,不会改变电子速度大小,但会改变电子运动方向。

安培力并不是洛伦兹力合力,而是作用于电子上霍尔效应产生电场提供力反作用力宏观表现,它不是由磁场提供。

由于导线中电子在偏转时候会受到导线边缘晶格约束使之不偏转,因而电子就会给导线一个反作用力,这个反作用力宏观变现就是安培力,它能使导线侧向运动。

具体是这样产生:置于磁场中通电导线,其电子在电源电动势作用下沿导线轴线运动,由于处于磁场中,因此就会受到上述洛伦兹力F=eV×B,这个作用力会使电子沿导线轴线运动同时向导线一侧运动,但是由于导线直径是有限,当电子漂移到导线边缘时候,其侧向运动就被晶格挡住了,电子就会在导线边缘聚集(这就是所谓霍尔效应),聚集在导线一侧电荷会产生一个及洛伦兹力方向垂直电场,这个电场大小满足Ee=F=eV×B,将电子受到洛伦兹力平衡掉,从而电子不再产生偏转。

就是说电子通过导线时,会受到洛伦兹力及霍尔效应电场力以及电源电动势三重作用,霍尔效应电场力是由导线提供,所以导线就会受到电子反作用力;对于每一个电子,提供反作用力为f=Ee=F=eV×B,,导线中电流微观表达式为I=n*e*s*V,n表示导线中电子数体密度,e表示电子电量,s表示导线横截面积,V表示电子运动速度,,所以对于长为L导线受到合力就为∑f=n*s*L*f=n*s*L*eV×B=I*L×B,当磁场及导线垂直时就是F’=ILB,这就是通常用安培力表达式。

知道这些之后理解安培力可以做功就不困难了。

洛伦兹力本身并没有不会做功这种属性,判断一个力是否做功,要看它方向及位移方向夹角。

洛伦兹力与安培力的关系

洛伦兹力与安培力的关系

在高中物理教学中,笔者发现普通高中课程标准实验教科书教育科学出版社选修3-1中是利用安培力的公式推导得出洛仑兹力的公式,认为安培力是洛仑兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观表现形式。

推导过程如下:有一段静止导线长L ,横截面积为S ,单位体积内含有的自由电子数为n ,每个电子的电荷量是e ,设在时间△t 内,自由电子沿导线移动了距离△x ,则电子的定向移动的速率v=△x △t,那么通过导线的电流就是I=△q △t =neS △x △t=neSv 我们已经知道,若长度是L 的通电导线与磁场方向垂直,通过的电流是I ,在匀强电场B 中受到的安培力大小为F=IBL=neSvBL设每个电子受到的磁场力是f ,那么,F=Nf ,N 是这段导线所含有的自由电子的总数,N=nSL ,所以Nf=neSvBL=NevB得出f=evB在以上推导中,笔者认为存在四个问题,若老师不给学生讲清楚,学生将不能真正理解洛伦兹力与安培力的关系,在解答难题时思维将受到阻碍。

其一,教师并没有讲清楚为什么在通电导线与磁场方向垂直时,电子所受洛仑兹力的总和就等于导线宏观表现出来的安培力的大小,毕竟洛仑兹力是作用在金属内的自由电子上,洛仑兹力是怎样传递给导体的呢。

通过查阅相关资料,这里隐藏着这样一个原理———冲量传递机制,虽然洛仑兹力作用在自由电子上,但是自由电子不会越出金属导线,自由电子所获得的冲量最终都会通过碰撞传递给金属的晶格骨架。

宏观上看起来就是金属导线本身受到这个力。

在学生学习了霍尔效应之后,教师可以补充讲解,冲量传递的机制有很多种,但在最终达到稳定状态时,导体内将建起一个横向的霍尔电场,其作用是加给自由电子一个与洛仑兹力F 大小相等、方向相反的力,使之相对于晶格不再有横向的宏观运动。

由于晶格骨架带的电与电子数量相等,正负号相反,它在此电场中将受到一个与大小相等、方向相同的力。

即自由电子对霍尔电场的反作用力构成磁场对通电导体的作用力———安培力。

安培力与洛伦兹力

安培力与洛伦兹力

表3-1 主题单元设计模板安培力是以安培的名字命名的,因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.1.安培力的方向【演示】按照P85图3。

1—3所示进行演示。

(1)、改变电流的方向,观察发生的现象.[现象]导体向相反的方向运动.(2)、调换磁铁两极的位置来改变磁场方向,观察发生的现象.[现象]导体又向相反的方向运动[教师引导学生分析得出结论](1)、安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.(2)、安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.(P96图3。

4-1)如何判断安培力的方向呢?人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则.左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.(如图)。

练习:判断下图中导线A所受磁场力的方向.答案:(垂直于纸面向外)2、安培力的大小通电导线(电流为I、导线长为L)和磁场(B)方向垂直时,通电导线所受的安培力的大小:F = BIL(最大)两种特例:即F = ILB(I⊥B)和F = 0(I∥B)。

一般情况:当磁感应强度B的方向与导线成θ角时,有F = ILBsinθ【注意】在推导公式时,要让学生明确两点:一是矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替代的关系,二是从特殊到一般的归纳的思维方法。

3、磁电式电流表(1)电流表的组成及磁场分布请同学们阅读课文,让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件,了解它们之中哪些是固定的,哪些是可动的。

然后回答.:电流表主要由哪几部分组成的?数分钟后,教师出示实物投影并课件演示---图1[学生答]电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成.电流表的组成:永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘.(最基本的是磁铁和线圈)教师提示注意:a、铁芯、线圈和指针是一个整体;b、蹄形磁铁内置软铁是为了(和铁芯一起)造就辐向磁场;c、观察——铁芯转动时螺旋弹簧会形变。

高中物理——安培力与洛伦兹力及物理规律【精选】

高中物理——安培力与洛伦兹力及物理规律【精选】

安培力与洛伦兹力在作用效果上有什么不同?为什么有时候安培力做功而洛伦兹力不做功?安培力时洛仑兹力的宏观表现。

洛仑兹力f=qvB,电流的微观表达式I=nqSv(n为单位体积自由电子个数,q为每个电子的电荷量,S为导线横截面积,v为自由电子定向移动速率)。

一长为L横截面积为S的导线,所含自由电子个数为N=SLn,安培力F=BIL=BnqSvL=(SLn)qvB=(SLn)f,即安培力为导线中每个电子所受力的洛仑兹力的总和。

洛仑兹力对电荷不做功,但是安培力对导线可以做功,而且安培力又是洛仑兹力的宏观表现,那么为什么呢?(这个问题本来就很绞的,很多人读完高中都没搞清楚,所以好好领悟)洛仑兹力对电荷不做功,但是并不代表洛仑兹力的分力对运动电荷不做功。

一段导线,假设在磁场中受安培力而水平移动。

注意,电子也在沿导线运动。

所以根据运动的合成与分解,电子的运动轨迹是斜着的。

洛仑兹力是垂直于电子运动轨迹的,所以洛仑兹力一定是斜着的。

那么我们就可以将洛仑兹力分解为垂直于导线方向和沿导线方向(既然都预习到这里了,应该知道力的分解吧)。

垂直于导线方向的洛仑兹力分力做正功,沿导线方向的分力做负功,这样实现了电能与界械能的转化。

正功使导线机械能增加(就是我们看到的安培力做的功),负功阻碍电子运动(即阻碍电流,消耗电能,这部分功体现在电能的减小上)。

并且正功大小一定等于负功大小,这样洛仑兹力的总功才为0。

所以我们平时就看到到安培力对导线做功,而洛仑兹力不做功。

还有一点,安培力做正功时,我们可以看到是电能与机械能的转化而不是磁场的能与机械能转化。

同时,电流在洛仑兹力的分力作用下受到阻碍,这就是电动机为什么不能使用U=IR公式的原因,除了电阻对电流的阻碍,这里又多了一个力,因此U=IR不再成立。

一、静电学1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类似平抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)二、恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+三、磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A•m2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。

安培力与洛伦兹力的关系辨析

安培力与洛伦兹力的关系辨析

安培力与洛伦兹力的关系辨析高中物理教材里,关于安培力和洛伦兹力的关系,只有一句模糊而笼统的话:“安培力是洛伦兹力的宏观表现”,老师们在教学中往往只是稍微解读了一下:“洛伦兹力是安培力的微观本质”。

可是,聪敏的学生总是能够把握住老师教学中的自相矛盾之处——我们都知道洛伦兹力是不做功的,可是电动机模型里安培力做正功,发电机模型里安培力做负功,这如何与“安培力是洛伦兹力的宏观表现”或“洛伦兹力是安培力的微观本质”相协调呢?实际教学中,很多老师对此也没有深入的建模分析,遇到这种“钻牛角尖”的学生,往往也就束手无策。

下面,笔者通过建立模型,结合高中物理中常见的情景,来对“安培力与洛伦兹力的关系”做一仔细的辨析。

一、静止通电导体棒如图所示,一根通有恒定电流的直导体棒垂直磁感线放在某匀强磁场中,其内自由电荷(假设为正电荷)在电场力的驱动下沿着导体棒定向移动,平均速度为v 1,则每个自由电荷都受到垂直v 1的洛伦兹力作用,安培力就是这些洛伦兹力的宏观表现:111F Nf nLS qv B nqSv LB ILB ==⋅=⋅=当然,这一分析还是粗糙的,实际上,自由电荷在洛伦兹力作用下,会在导体棒内发生偏转侧移,从而使导体棒左右两侧带上等量异种电荷,形成霍尔电场,这个霍尔电场对自由电荷产生向左的电场力,电场力与洛伦兹力平衡时,自由电荷不再侧移,其定向移动速度才平行于导体;所谓安培力,其实质是这个电场力的反作用力——自由电荷对左右两侧异种电荷的反作用力,这个力就可能使导体棒向右运动。

二、运动的通电导体棒如图所示,若导体棒在安培力的驱动下发生了侧移(电动机模型),即具有了向右的速度v 2,则电荷定向移动的速度将是v 1和v 2的矢量和:12v v v =+ ,其所受洛伦兹力f qv B =⨯ 垂直v ,可将其沿导体和垂直导体分解为f 1和f 2,有121212()f qv B q v v B qv B qv B f f =⨯=+⨯=⨯+⨯=+ ,则11f qv B =⨯ 、22f qv B =⨯ 。

物理选修二安培力与洛伦兹力

物理选修二安培力与洛伦兹力

物理选修二安培力与洛伦兹力在物理的世界里,安培力和洛伦兹力就像一对形影不离的好朋友。

咱们得搞明白什么是安培力。

想象一下,你在公园里玩一根长长的磁铁,旁边有一个电流通过的导线。

哇,那电流就像是这个磁铁的好基友。

它们之间有种神奇的吸引力,一旦电流在磁场里流动,就会产生安培力,哗的一声,感觉就像是两位老友碰面,立马有了火花。

好吧,不是那种火花,更多是那种让导线动起来的力量,懂了吗?然后再来说说洛伦兹力。

这可是个名副其实的“大佬”角色,涵盖了电场和磁场的力量。

简单来说,洛伦兹力是电荷在电场和磁场中所受的力量。

如果你想象一下电荷就像一个调皮的小孩,在两个看不见的力量的牵引下,跑来跑去,那种感觉简直让人忍俊不禁。

当这个小孩在电场中时,他会受到电场的吸引或推斥,像是在跟周围的朋友打闹。

而当他碰到磁场时,哎呀,他的跑动方向立马就变了,仿佛是被一股神秘的力量推着走。

哇,这就好比是街头的舞者,随着音乐的节拍,灵动自如,变化多端。

在我们日常生活中,安培力和洛伦兹力可没少发挥作用。

比如,电动机就是一个好例子。

想象一下,家里那个吵吵闹闹的电风扇,它的旋转可不是随便来的。

安培力帮助电动机中的转子不停旋转,哗哗作响,给你带来清凉的风。

就像是在盛夏的午后,突然有了一丝清风,真是爽到心底。

还有那些电磁铁,没错,安培力和洛伦兹力在这里也是默默奉献,支撑着这个小小的“魔术师”完成它的变幻。

再说说这两个力在科技发展中的重要性。

想想看,现在的高铁、地铁、甚至是太空中的卫星,这些都是靠着安培力和洛伦兹力的加持。

在高铁上飞驰的你,或许还没意识到,它们的运行效率可是与这两种力量紧密相连的。

洛伦兹力帮助控制着列车的方向,安培力则让电机运转自如,真是一对黄金搭档。

不过,有趣的是,虽然它们的名字听起来挺高大上的,但实际上,它们的工作原理却是相当简单。

就像是调料一样,不管你做的是什么菜,盐和糖总是必不可少。

安培力和洛伦兹力,虽然在物理公式中显得复杂,但它们的本质却是日常生活中随处可见的力量。

2024高考物理一轮复习--洛伦兹力专题

2024高考物理一轮复习--洛伦兹力专题

洛伦兹力一、洛伦兹力的方向和大小1.洛伦兹力(1)定义:运动电荷在磁场中受到的力。

(2)洛伦兹力与安培力的关系:通电导体在磁场中所受的安培力是导体中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,而洛伦兹力是安培力的微观本质。

2.洛伦兹力的方向(1)左手定则: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个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,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运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向,负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。

(2)洛伦兹力方向的特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面。

3.洛伦兹力的大小(1)当v与B成θ角时:F=qvBsinθ(2)当v⊥B时:F=qvB(3)当v∥B时:F=0二、对洛伦兹力的理解和应用1.洛伦兹力的特点(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意区分正、负电荷。

(2)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。

(3)洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,洛伦兹力一定不做功。

2.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,都是磁场力。

(2)安培力可以做功,而洛伦兹力对运动电荷不做功。

三、洛伦兹力作用下带电体的运动带电体做变速直线运动时,随着速度大小的变化,洛伦兹力的大小也会发生变化,与接触面间弹力随着变化(若接触面粗糙,摩擦力也跟着变化,从而加速度发生变化),最后若弹力减小到0,带电体离开接触面.四、带电粒子在匀强磁场中的运动1.在匀强磁场中,当带电粒子平行于磁场方向运动时,粒子做匀速直线运动.2.带电粒子以速度v 垂直磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场中,若只受洛伦兹力,则带电粒子在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动. (1)洛伦兹力提供向心力:qvB =mv 2r .(2)轨迹半径:r =mvqB.(3)周期:T =2πr v =2πmqB ,可知T 与运动速度和轨迹半径无关,只和粒子的比荷和磁场的磁感应强度有关.(4)运动时间:当带电粒子转过的圆心角为θ(弧度)时,所用时间t =θ2πT .(5)动能:E k =12mv 2=p 22m =Bqr 22m.五、针对练习1、在如图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力方向的是 ( )2、(多选)核聚变具有极高效率、原料丰富以及安全清洁等优势,中科院等离子体物理研究所设计制造了全超导非圆界面托卡马克实验装置(EAST),这是我国科学家率先建成世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置.将原子核在约束磁场中的运动简化为带电粒子在匀强磁场中的运动,如图所示,磁场水平向右分布在空间中,所有粒子的质量均为m ,电荷量均为q ,且粒子的速度在纸面内,忽略粒子重力的影响,以下判断正确的是( )A .甲粒子受到的洛伦兹力大小为qvB ,且方向水平向右B .乙粒子受到的洛伦兹力大小为0,做匀速直线运动C .丙粒子做匀速圆周运动D .所有粒子运动过程中动能不变3、初速度为0v 的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子初速度方向如图,则 ( )A .电子将向左偏转,速率不变B .电子将向左偏转,速率改变C .电子将向右偏转,速率不变D .电子将向右偏转,速率改变4、每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。

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安培力和洛伦兹力的关系文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]24.(20分)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。

(1)一段横截面积为S 、长为l 的直导线,单位体积内有n 个自由电子,电子电量为e 。

该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为v 。

(a )求导线中的电流I ;(b )将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B ,导线所受安培力大小为F 安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F ,推导F 安=F 。

(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m ,单位体积内粒子数量n 为恒量。

为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为v ,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。

利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力f 与m 、n 和v 的关系。

(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)24.(1)(a )设Δt 时间内通过导体横截面的电量为Δq ,由电流定义,有:neSv tt neSv t q I =∆∆=∆∆= (b )每个自由电子所受的洛仑兹力:F 洛=evB设导体中共有N 个自由电子:N =n ·Sl导体内自由电子所受洛仑兹力大小的总和:F =NF 洛=nSl ·evB由安培力公式,有:F 安=BlI =Bl ·neSv得:F 安= F(2)一个粒子每与器壁碰撞一次,给器壁的冲量为:ΔI =2mv如答图3,以器壁上的面积S 为底,以v Δt 为高构成柱体,由题设可知,其内的粒子在Δt 时间内有1/6与器壁S 发生碰撞,碰壁粒子总数为:NΔt 时间内粒子给器壁的冲量为:t nSmv l N I ∆=∆=231 面积为S 的器壁受到粒子压力为:tI F ∆= 器壁单位面积所受粒子压力为:231nmv S F f == 安培力与洛仑兹力的关系杨兴国运动电荷在磁场中受到洛仑兹力,通电导线在磁场中受到安培力,导线中的电流是由大量自由电子的定向移动形成的,安培力与洛仑兹力之间必定存在密切的关系,可以认为安培力是洛仑兹力的宏观表现,洛仑兹力是安培力的微观实质,但不能认为安培力是导线上自由电子所受洛仑兹力的合力,也不能认为安培力是通过自由电子与导线的晶格骨架碰撞产生的.图中,通电导线置于静止的磁场之中,导线通有电流I ,长为d l 的导线元,所受的安培力为I d l ×B .从微观的角度看,导线中的自由电子以速度v 向右运动,在洛仑兹力f =-ev ×B 的作用下,以圆周运动的方式向导线下方侧向偏移,使导线下侧出现负电荷的积累;在导线中产生侧向的霍耳电场,霍耳电场对自由电子有作用力,阻碍自由电子作侧向运动.经过一段时间后,自由电子受到的洛仑兹力与霍耳电场力N 平衡,自由电子只沿导线方向作定向运动,此时,-eE +(-ev ×B )=0,霍耳电场的场强导线内有带负电的自由电子和带正电的晶格,均匀导线内部的电荷体密度为零,自由电子所带电量与晶格骨架所带电量等量异号,若单位体积内自由电子的个数为n ,导线的横截面积为S ,则在导线元d l 中,自由电子电量为- enS d l ,晶格骨架所带的电量为在讨论安培力时,可以认为品格均匀分布,排列有序.霍耳电场在导线元d l 内也是均匀的,在导线元d l 通有电流I 时,晶格骨架所受的力为将 、 两式代入,有考虑到自由电子的定向运动与电流元的关系可将 式改写为df = Idl ×B ,即为 式.如果通电导线在静磁场运动,运动速度为u (图3. 13 -3).在导线中的自由电子,相对于参考系的速度为u+v ,受洛仑兹力-e (u+ v )×B ,同样令在导线中产生霍耳电场.当霍耳电场的场强为E = -(u+v )×B 时,自由电子没有侧向偏移,仍沿导线方向作定向运动,通电导线运动时,晶格骨架随之运动,也受到洛仑兹力,晶格骨架受到的力为通过上面的论述可以看出:无论磁场中的通电导线是否运动,导线中作定向运动的自由电子均在洛仑兹力的作用下,使导线表面的电荷分布发生变化,在导线内产生霍耳电场,平衡时,自由电子在侧向受到的合力为零,仍沿导线方向作定向运动,没有偏向偏移,不会在侧向与晶格碰撞产生安培力.带正电的晶格所受合力不为零,导线的晶格骨架所受到各力的合力即为安培力.洛仑兹力与安培力的关系赵凯华比较一下洛仑兹力公式和安培力公式,可以看出二者很相似。

这里的qv与电流元Idl相当。

这并不是偶然的,因为运动电荷就是一个瞬时的电流元。

载流导线中包含了大量自由电子,下面我们来证明,导线受的安培力就是作用在各自由电子上洛仑兹力的宏观表现。

如图4-50所示,考虑一段长度为△l的金属导线,它放置在垂直纸面向内的磁场中(在图中用“×’’表示磁感应线方向)。

设导线中通有电流I,其方向向上。

从微观的角度看,电流是由导体中的自由电子向下作定向运动形成的。

设自由电子的定向运动速度为u,导体单位体积内的自由电子数(叫做自由电子数密度)为n,每个电子所带的电量为-e(e = ×10-19库仑)。

按照定义,电流强度是单位时间内通过导线截面的电量。

现在我们看看,在时间间隔△t内通过导线某一截面B的电量有多少。

因为在时间△t内每个电子由于定向运动而向下移动了距离u△t.我们可以在截面S之上相距u△t的地方取另一截面S’.在这两个截面之间是一段体积△V=Su△t的柱体(这里心又代表截面的面积).不难看出,凡是处在这个柱体内的电子,在时间间隔△t后都将通过截面S;凡是位于这个柱体之外的电子,在时间间隔△t内都不会通过S.所以在时间间隔△t 内通过S的电子数等于这个柱体内的全部电子数,它应是n△V=nSu△t而在时间间隔△t内通过S的电量△q应等于上述这个数目再乘以每个电子的电量e(这里只考虑数值,暂不管它的正负),即子是电流强度由于这里电子的定向速度u与磁感应强度B垂直,sir 0=1,每个电子由于定向运动受f到的洛仑兹力为euB虽然这个力作用在金属内的自由电子上,但是自由电子总是与金属的晶体点阵不断碰撞的,自由电子获得的动量,最终都会传递给金属的晶格骨架。

宏观上看起来将是金属导线本身受到这个力。

整个长度为△l的这段导线的体积为S△l,共中包含自由电子的总数为nS△l,每个电子受力f=euB,所以这段导线最终受到的总力为根据式,上面括弧中的量刚好是宏观的电流强度I,故最后得到力的大小为这正好与安培力的公式符合。

请读者自己验证一下,力的方向也是符合的。

应当指出,导体内的自由电子除定向运动之外,还有无规的热运动。

由于热运动速度v朝各方向的几率相等,在任何一个宏观体积内平均说来,各自由电子热运动速度的矢量和∑v为0.而洛仑兹力与v和B都垂直,由热运动引起的洛仑兹力朝各方向的几率也是相等的。

传递给晶格骨架后迭加起来,其宏观效果也等于0.即对于宏观的安培力F 来说,电子的热运动没有贡献,所以在上述初步的讨论中我们可以不考虑它。

梁灿斌328电流是由电荷的定向运动产生的,因此磁场中的载流导体内的每一定向运动的电荷,都要受到洛伦兹力.由于这些电荷(例如金属导体中的自由电子)受到导体的约束,而将这个力传递给导体,表现为载流导体受到一个磁场力,通常称为安培力,下面我们从运动电荷所受的洛伦兹力导出安培力公式.图5-45表示一固定不动的电流元,其电流强度为I,横截面为dS,长为dl,设在电流元范围内有相同的磁感应强度B,则金属载流导体内每一定向运动的电子所受到的洛伦兹力为v为电子定向漂移速度,与电流密度矢量j反向(j=-nev,n为导体单位体积的自由电子数),电流元内作定向运动的自由电子数N=-ndSdl,因而电流元内作定向运动的电子所受的合力为在电流元的条件下,我们用dl来表示其中电流密度的方向,并注意到电流强度I=jdS,于是上式表示为:式为电流元Idl内定向运动的电子所受到的合磁场力,如前所述,这个力被传递给载流导体,表现为电流元这个载流导体所受到的磁场力.通常称式为安培力公式.式由式推导而得.但在历史上式首先是由实验得出的,因此不少作者将式做为基本实验定律.由式(5-57)原则上可以求得任意形状的电流在磁场中所受的合力,即求积分l为在磁场中的导线长度.如果有兴趣的话,我们来探讨一下金属载流导体(例如金、铜、铝、银、镍等)中,定向运动的电子所受到的洛伦兹力是怎样成为载流导体的安培力的.现设有如讲述“霍尔效应’’时的图5-44 b所示的载流导体,以及如图所示的电流I,所加的外磁场B,因为载流导体中每一个定向运动的电子,都要受到一个洛伦兹力f L显然,f L沿+z方向,这导至导体的A侧出现负电荷,而在A’侧出现正电荷的堆积,结果将在载流导体上下两侧产生一个U AA,<0的电位差,以及一个沿+z的横向电场E t.最后,当E t=vB之后,导体中定向运动的电子所受到的横向电场力与磁场力(洛伦兹力)平衡,这时,载流导体中作定向运动而形成电流的电子的运动状况,与外磁场B不存在时相同(沿-z 方向运动).与外磁场B 不存在时的区别,在于载流导体内部出现了横向电场E t .我们来分析一下受力关系.载流导体中定向运动的电子在z 轴方向受到两个力的作用,一为洛伦兹力,B ev f L ⨯-=,沿+z 方向;一为稳恒电场E t 所给予的电场力f l =-e E t ,沿-z 方向。

两者等值反向,使电子不出现z 轴方向的位移.我们知道稳恒电场力遵从牛顿第三定律,因此,该电子将给A ,A’两侧的负、正电荷以一个指向+z 的反作用力.显然这个力的数值和方向正好等于外磁场给予运动电子的洛伦兹力,也就是说,外磁场作用在运动电上的洛伦兹力,通过横向电场的作用,表现为外磁场给予载流导体的安培力.以上只讨论了磁场中静止的载流导线所受到的安培力.如果载流导体在磁场中运动,问题就会复杂些,一方面,只要导线运动方向不与安培力方向垂直,安培力就要在导线运动时做功,另一方面,安培力是洛伦兹力的宏观表现,而前面讲过洛伦兹力是永不做功的.这似乎是一个矛盾.这个问题将在第六章介绍“动生电动势概念时得到一个满意的回答,我们将看到:当载流导体运动时,安培力只是洛伦兹力的一个分量(而不是全部)的宏观表现.。

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