初中物理洛倫茲力知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
洛倫茲力左手定則將左手掌攤平,讓磁感線穿過(guò)手掌心,四指表示正電荷運(yùn)動(dòng)方向,則和四指垂直的大拇指所指方向即為洛倫茲力的方向。但須注意,運(yùn)動(dòng)電荷是正的,大拇指的指向即為洛倫茲力的方向。反之,如果運(yùn)動(dòng)電荷是負(fù)的,仍用四指表示電荷運(yùn)動(dòng)方向,那么大拇指的指向的反方向?yàn)槁鍌惼澚Ψ较颉A硪环N對(duì)負(fù)電荷應(yīng)用左手定則的方法是認(rèn)為負(fù)電荷相當(dāng)于反向運(yùn)動(dòng)的正電荷,用四指表示負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向,那么大拇指的指向就是洛倫茲力方
目錄
1.洛倫茲力左手定則
2.洛倫茲力公式
3.洛倫茲力和安培力
1.洛倫茲力左手定則
將左手掌攤平,讓磁感線穿過(guò)手掌心,四指表示正電荷運(yùn)動(dòng)方向,則和四指垂直的大拇指所指方向即為洛倫茲力的方向。但須注意,運(yùn)動(dòng)電荷是正的,大拇指的指向即為洛倫茲力的方向。反之,如果運(yùn)動(dòng)電荷是負(fù)的,仍用四指表示電荷運(yùn)動(dòng)方向,那么大拇指的指向的反方向?yàn)槁鍌惼澚Ψ较颉?/p>
另一種對(duì)負(fù)電荷應(yīng)用左手定則的方法是認(rèn)為負(fù)電荷相當(dāng)于反向運(yùn)動(dòng)的正電荷,用四指表示負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向,那么大拇指的指向就是洛倫茲力方向。
2.洛倫茲力公式
f=qvB
q、v分別是點(diǎn)電荷的電量和速度;B是點(diǎn)電荷所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。v與B方向不垂直時(shí),洛倫茲力的大小是f=|q|vBsinθ,其中θ是v和B的夾角。
方程的積分形式為F=∫v(pE+J×B)dr
3.洛倫茲力和安培力
1、洛倫茲力:運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受到的力稱為洛倫茲力,即磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。荷蘭物理學(xué)家洛侖茲(1853-1928)首先提出了運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn),為紀(jì)念他,人們稱這種力為洛侖茲力。
洛倫茲力的公式是f=qvB(適用條件:磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng),v與B方向垂直)。式中q、v分別是點(diǎn)電荷的電量和速度;B是點(diǎn)電荷所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。v與B方向不垂直時(shí),洛倫茲力的大小是f=|q|vBsinθ,其中θ是v和B的夾角。洛倫茲力的方向遵循左手定則。由于洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)方向,所以它對(duì)電荷不作功,不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速率和動(dòng)能,只能改變電荷的運(yùn)動(dòng)方向使之偏轉(zhuǎn)。
洛倫茲力既適用于宏觀電荷,也適用于微觀荷電粒子。電流元在磁場(chǎng)中所受安培力就是其中運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。導(dǎo)體回路在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),使其中磁通量變化而產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)也是洛倫茲力的結(jié)果,洛倫茲力是產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力。
2、安培力:磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力通常稱為安培力,這是為了紀(jì)念安培在研究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用方面的杰出貢獻(xiàn)而命名的。
大量實(shí)驗(yàn)表明,垂直于磁場(chǎng)的一段通電導(dǎo)線,在磁場(chǎng)中某處受到的安培力的大小F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L的乘積成正比。即:電流為I、長(zhǎng)為L(zhǎng)的'直導(dǎo)線,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中受到的安培力大小為:F=ILBsin(I,B),電動(dòng)機(jī)的工作原理就是基于此式,其中(I,
B)為電流方向與磁場(chǎng)方向間的夾角。安培力的方向由左手定則判定。對(duì)于任意形狀的電流受非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的作用力,可把電流分解為許多段電流元I△L,每段電流元處的磁場(chǎng)B可看成勻強(qiáng)磁場(chǎng),受的安培力為△F=I△L·Bsin(I,B),把這許多安培力加起來(lái)就是整個(gè)電流受的力。
應(yīng)該注意,當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向相同或相反時(shí),即(I,B)=0或TT時(shí),電流不受磁場(chǎng)力作用。當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),電流受的安培力最大為F=ILB。
安培力的實(shí)質(zhì)是形成電流的定向移動(dòng)的電荷所受洛倫茲力的合力。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,這是從實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論。同樣,當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)不受洛倫茲力作用,也是從實(shí)驗(yàn)觀察中得知的。當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)平行時(shí),電荷的定向移動(dòng)方向也與磁場(chǎng)方向平行,所受洛倫茲力為零,它們的合力安培力也為零。
洛倫茲力不做功是因?yàn)榱Φ姆较蚺c粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直,根據(jù)功的公式W=FScosα,α=90度時(shí)W=0。而安培力是與導(dǎo)線中的電流方向垂直,與導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向并不一定垂直,一般遇到的情況大多是在同一直線上的,所以安培力做功不為零。
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