高考物理洛倫茲力知識點
來源：網(wǎng)絡(luò)資源 2019-05-09 14:57:16
從陰極發(fā)射出來的電子束,在陰極和陽極間的高電壓作用下,轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以在示波器上顯示出電子束運動的徑跡.實驗表明,在沒有外磁場時,電子束是沿直線前進的.如果把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間,熒光屏上顯示的電子束運動的徑跡就發(fā)生了彎曲.這表明,運動電荷確實受到了磁場的作用力,這個力通常叫做洛倫茲力,它為荷蘭物理學(xué)家H.A.洛倫茲首先提出,故得名.
中學(xué)物理教科書中定義的洛侖茲力與大學(xué)電動力學(xué)教科書中定義的洛侖茲力不同.
中學(xué)教科書的洛侖茲力只包括磁場部分,F=qv×B,因受力方向與運動方向垂直,故不做功,只改變運動方向.
大學(xué)電動力學(xué)教科書中定義的洛侖茲力是所有的電磁力,既包括磁場部分,也包括電場部分,F=qv×B+qE.電場部分當(dāng)然有可能做功.
這個小區(qū)別若不注意,會在討論中引起一些誤會.
在電動力學(xué)里,洛倫茲力(Lorentz force)是運動于電磁場的帶電粒子所受的力.根據(jù)洛倫茲力定律,洛倫茲力可以用方程,稱為洛倫茲力方程,表達為
F=q(E+v×B) 其中,F是洛倫茲力,q是帶電粒子的電荷量,E是電場強度,v是帶電粒子的速度,B是磁感應(yīng)強度.
洛倫茲力定律是一個基本公理,不是從別的理論推導(dǎo)出來的定律,而是由多次重復(fù)完成的實驗所得到的同樣的結(jié)果.
感受到電場的作用,正電荷會朝著電場的方向加速;但是感受到磁場的作用,按照左手定則,正電荷會朝著垂直于速度V和磁場B的方向彎曲(詳細地說,應(yīng)用左手定則,當(dāng)四指指電流方向,磁感線穿過手心時,大拇指方向為洛倫茲力方向).
洛倫茲力方程的qE項是電場力項,qv×B項是磁場力項.處于磁場內(nèi)的載電導(dǎo)線感受到的磁場力就是這洛倫茲力的磁場力分量.
洛倫茲力方程的積分形式為F=∫V(pE+J×B)dr.
其中,V是積分的體積,p是電荷密度,J是電流密度,dr是微小體元素.
經(jīng)常使用的公式還有洛倫茲力密度f的表達式：f=pE+ρv×B=pE+J×B.
若帶電粒子射入勻強磁場內(nèi),它的速度與磁場間夾角為0
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