高中物理 第一章 电与磁1.6 洛伦兹力初探

高中物理 第一章 电与磁1.6 洛伦兹力初探

‎1.6 洛伦兹力初探 ‎ 知识框架 知识讲解 知识点1 洛伦兹力 ‎1．洛伦兹力的大小和方向 ‎（1）洛伦兹力大小的计算公式：，式中为与之间的夹角，当与垂直时，；当与平行时，，此时电荷不受洛伦兹力作用．‎ ‎（2）洛伦兹力的方向：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；洛伦兹力既垂直于又垂直于，即垂直于与决定的平面．‎ ‎（3）洛伦兹力的特征 ‎①洛伦兹力与电荷的运动状态有关．当时，，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．洛伦兹力和电场力的比较 洛伦兹力 电场力 性质 磁场对其中运动电荷的作用力 电场对放入其中的电荷的作用力 产生条件 磁场中的静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受到洛伦兹力 电场中的电荷无论静止、还是沿任何方向运动都受到电场力作用 方向 ‎①方向由电荷正负、磁场的方向以及电荷运动的方向决定，各方向之间的关系遵循左手定则 ‎②洛伦兹力的方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向（电荷运动方向与磁场方向不一定垂直）‎ ‎①方向由电荷正负、电场方向决定 ‎②正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反 大小 做功情况 一定不做功 可能做正功，可能做负功，也可能不做功 知识讲解 知识点2 带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎1．几个重要的关系式：‎ ‎①向心力公式：‎ ‎②轨道半径公式：‎ ‎③周期公式：；频率 ‎④角速度 由此可见：A、与及无关，只与及粒子的比荷有关；‎ B、荷质比相同的粒子在同样的匀强磁场中，和相同．‎ ‎2．圆心的确定方法：‎ ‎①已知入射方向和出射方向：分别画出入射点和出射点的洛伦兹力方向，其延长线的交点即为圆心；‎ ‎②已知入射方向和出射点：连接入射点和出射点，画出连线的中垂线，再画出入射点的洛伦兹力方向，中垂线和洛伦兹力方向的交点即为圆心．‎ ‎3．半径的确定和计算：‎ 圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）．半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识．‎ ‎4．运动时间的确定：‎ 利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于计算出圆心角的大小，由公式可求出运动时间．有时也用弧长与线速度的比．如图所示：‎ ‎5．还应注意到：‎ ‎①速度的偏向角等于弧AB所对的圆心角．‎ ‎②偏向角与弦切角的关系为：，；，；‎ ‎③对称规律：A、从同一直线边界射入的粒子，再从这一边射出时，速度与边界的夹角相等；‎ B、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．‎