北京高考丨磁场丨安培力与洛伦兹力



   磁场中的两个力   


磁场中有两个力,一个是安培力,另外一个是洛伦兹力。

安培力是磁场对通电导体所产生的力,

洛伦兹力是磁场对运动电荷产生的力。

他们两个的研究对象是不一样的(见笔记第8条)



当通电导线与磁场垂直时,产生的安培力。

大小:F=BIL

方向:左手定则,伸左手去判断,磁感线垂直穿过手心,四指指电流的方向,拇指指受到的安培力的方向。


电荷垂直于磁场运动时,会受到洛伦兹力的作用。

大小:f=Bqv

方向:也是左手定则,伸左手,磁感线穿过手心,四指指正电荷运动的方向,拇指指受力的方向。


如果电荷是一个负电荷,那么磁感线穿手心,四指指负电荷运动的反方向,拇指指受到的洛伦兹力方向。


无论是安培力还是洛伦兹力,

我们在判断它们受力方向的时候都是伸左手,

左力右电的口诀就是这样来的,

用左手判断安培力和洛伦兹力的方向,用右手判断电流和磁场的方向。


安培力和洛伦兹力的具体的题型和模型,我们在后边会再讲到。


   安培力与洛伦兹力的关系  


今天重点讲一下安培力与洛伦兹力之间的关系。


电流指的是电荷的定向移动,

当通电导体棒中通入一定的电流,导体棒上的电荷就会发生定向移动。


导体棒受到安培力,而导体棒里边的每一个电荷受到洛伦兹力的作用,

那么洛伦兹力的总和就是安培力,

也就是洛伦兹力是安培力的微观表现,安培力是洛伦兹力的宏观表现。


这里体现了从微观到宏观的一个物理的思考方法。


在导体棒上能够自由移动的自由电子,

单个电子受到洛伦兹力的作用,f=Bev,

粒子的总数是多少呢?

单位体积内的电子数用n表示,在长度为L、横截面为S导体棒上,

含有的电子的总数 N=nSL。

又因为电流的微观表达式I=neSv,


把三个公式联立:

单个粒子的洛伦兹力 f=Bev,

导棒上粒子的总数 N=nSL,

电流的微观表达式 I=neSv,

联立之后就可以写出 f总=nSL*Bev=B*neSv*L=BIL


在笔记当中,我们已经把这个过程比较详细的写出来,同学们可以点开图片,第八条安培力与洛伦兹力的笔记就可以看到。


今天的分享就到这里,谢谢大家,咱们明天见。




已邀请:

要回复问题请先登录注册