高考物理第一輪備考洛倫茲力知識(shí)點(diǎn)
從陰極發(fā)射出來的電子束,在陰極和陽(yáng)極間的高電壓作用下,轟擊到長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)的徑跡。實(shí)驗(yàn)表明,在沒有外磁場(chǎng)時(shí),電子束是沿直線前進(jìn)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(yùn)動(dòng)的徑跡就發(fā)生了彎曲。這表明,運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)受到了磁場(chǎng)的作用力,這個(gè)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(dòng)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(chǎng)部分,F(xiàn)=qv×B,因受力方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直,故不做功,只改變運(yùn)動(dòng)方向。
大學(xué)電動(dòng)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(chǎng)部分,也包括電場(chǎng)部分,F(xiàn)=qv×B+qE。電場(chǎng)部分當(dāng)然有可能做功。
這個(gè)小區(qū)別若不注意,會(huì)在討論中引起一些誤會(huì)。
在電動(dòng)力學(xué)里,洛倫茲力(Lorentz force)是運(yùn)動(dòng)于電磁場(chǎng)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(dá)為
F=q(E+v×B) 其中,F(xiàn)是洛倫茲力,q是帶電粒子的電荷量,E是電場(chǎng)強(qiáng)度,v是帶電粒子的速度,B是磁感應(yīng)強(qiáng)度。
洛倫茲力定律是一個(gè)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(shí)驗(yàn)所得到的同樣的結(jié)果。
感受到電場(chǎng)的作用,正電荷會(huì)朝著電場(chǎng)的方向加速;但是感受到磁場(chǎng)的'作用,按照左手定則,正電荷會(huì)朝著垂直于速度V和磁場(chǎng)B的方向彎曲(詳細(xì)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(shí),大拇指方向?yàn)槁鍌惼澚Ψ较颍?/p>
洛倫茲力方程的qE項(xiàng)是電場(chǎng)力項(xiàng),qv×B項(xiàng)是磁場(chǎng)力項(xiàng)。處于磁場(chǎng)內(nèi)的載電導(dǎo)線感受到的磁場(chǎng)力就是這洛倫茲力的磁場(chǎng)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(wàn)的表達(dá)式:f=pE+ρv×B=pE+J×B。
若帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),它的速度與磁場(chǎng)間夾角為0
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