洛伦兹力与运动方向,洛伦兹力方向判断习题

1.洛伦兹力

运动电荷在磁场中受到的力，称为洛伦兹力.阴极射线管中带负电的电子由阴极向阳极高速运动过程中，没有磁场时沿直线运动，如图甲所示；有如图乙所示方向的磁场时向下偏转，就是因为受到了洛伦兹力的作用.

2.洛伦兹力的方向

运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可以用左手定则判定：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.如图所示.

（1）负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反，四指指向电荷运动的反方向.

（2）讨论B、v、F三者方向间的相互关系，如图所示，F总垂直于B与v所在的平面，但B与v不一定垂直.

（3）由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，故洛伦兹力永不做功.

3.洛伦兹力的大小

（1）洛伦兹力大小的推导

①如图所示，设有一段长度为L的通电导线，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中.若导线中的电流为I，则该导线所受的安培力大小为F安＝BIL.

②若导线的横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的速度为v，则在时间t内通过截面的电荷量Q＝nSvtq.由电流的定义I=Q/t=nSvtq/t=nSvq，这段导线内含有的自由电荷数为N＝nSL.

③整段导线所受的安培力F安可看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F洛的合力，即F安＝NF洛，则每个自由电荷所受洛伦兹力的大小为F洛＝qvB.

（2）洛伦兹力的一般表达式

在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受洛伦兹力为F洛＝qvBsinθ.

①当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，F洛＝qvB.

②当电荷的运动方向与磁场方向平行时，F洛＝0.

③当电荷的运动方向与磁场方向成一定夹角θ（0°＜0＜90°）时，洛伦兹力的大小在0到qvB之间.

【特别提示】

当v与B成θ角时，可以把速度v分解为与B平行的分速度v//和与B垂直的分速度v⊥，与B平行的分速度不产生洛伦兹力，这时F洛＝q·v⊥B＝q·Bvsinθ（如图所示）.

4.洛伦兹力的特点

（1）运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力.

（2）洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关.

（3）洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变电荷运动的速率，只改变电荷运动的方向.

5.洛伦兹力与安培力的关系

（1）洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现.

（2）尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，只有当导体静止时才能这样认为

（3）洛伦兹力对电荷恒不做功，但安培力却可以对通电导线做功，可见安培力与洛伦兹力既有联系，也有区别.

6.洛伦兹力与静电力对比

洛伦兹力方向

左手定则：伸开左手，让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极)四指指向电流方向，(既正电荷运动的方向)，那么拇指的方向就是导体受洛伦兹力的方向。

运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即磁场对运动电荷的作用力。洛伦兹力的公式为F=Bqv=QvBsinθ。

1.当电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小＝Bvq；

2.磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力，这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的；

3.当时电荷沿看(或逆着)磁感线方向运行时，洛伦兹力为零。

1.用左手定则来判断：让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动的方向(或负电荷运动方向的反方向)，大拇指指向就是洛伦兹力的方向。

2.无论v与B是否垂直，洛伦兹力总是同时垂直于电荷运动方向与磁场方向。

洛伦兹力的方向总与粒子运动的方向垂直，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故洛伦兹力永远不会对v有积分，即洛伦兹力永不做功。

洛伦兹力的方向怎么判断 判定方法有哪些

运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即磁场对运动电荷的作用力。那么，洛伦兹力的方向怎么判断呢？下面我整理了一些相关信息，供大家参考！

将左手掌摊平，让磁力线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意，运动电荷是正的，大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之，如果运动电荷是负的，仍用四指表示电荷运动方向，那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。

另一种对负电荷应用左手定则的方法是认为负电荷相当于反向运动的正电荷，用四指表示负电荷运动的反方向，那么大拇指的指向就是洛伦兹力方向。

洛伦兹力方向：伸开左手让拇指和其余四指垂直并和手掌在同一平面内、让磁场垂穿入手心，（1）四指指向正电荷运动方向，拇指是导体受安培力方向；（2）四指指向负电荷运动反方向，拇指是导体受安培力方向。

从阴极发射出来的电子束，在阴极和阳极间的高电压作用下，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以在示波器上显示出电子束运动的径迹．实验表明，在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的。如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间，荧光屏上显示的电子束运动的径迹就发生了弯曲。

这表明，运动电荷确实受到了磁场的作用力，这个力通常叫做洛伦兹力，它为荷兰物理学家H.A.洛伦兹首先提出，故得名。

认为一切物质分子都含有电子，阴极射线的粒子就是电子。洛伦兹把以太与物质的相互作用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成功地解释了塞曼效应，与塞曼一起获1902年诺贝尔物理学奖。

中学物理教科书中定义的洛仑兹力与大学电动力学教科书中定义的洛仑兹力不同。

中学教科书的洛仑兹力只包括磁场部分，F=qv*B，因受力方向与运动方向垂直，故不做功，只改变运动方向。

大学电动力学教科书中定义的洛仑兹力是所有的电磁力，既包括磁场部分，也包括电场部分，F=qv*B+qE。电场部分当然有可能做功。

这个小区别若不注意，会在讨论中引起一些误会。