高二物理研究洛倫茲力-文庫吧資料
2024-11-20 18:07本頁面
【正文】 力方向與場 方向的關(guān)系 一定是 F⊥ B， F⊥v，與電荷電性無關(guān) 正電荷與電場方向相同，負(fù)電荷與電場方向相反 做功情況 任何情況下都不做功 可能做正功、負(fù)功，也可能不做功 力 F為零時 場的情況 F為零， B不一定為零 F為零 E一定為零 作用效果 只改變電荷運(yùn)動的速度方向，不改變速度大小 既可以改變電荷運(yùn)動的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動的方向 4 ．洛倫茲力與安培力的區(qū)別與聯(lián)系 ( 1 ) 區(qū)別 ① 洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)． ② 盡管安培力是自由電荷定向移動時受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為安培力就簡單地等于所有定向移動電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時才能這樣認(rèn)為． ③ 洛倫茲力不論是恒力還是變力，始終與電荷運(yùn)動方向垂直，一定不做功，但安培力卻可以做功，此時，通電導(dǎo)體一定是運(yùn)動的． ( 2 ) 聯(lián)系：洛倫茲力和安 培力在本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷在磁場中所受的磁場力． 【例 2 】 一個速度為零的質(zhì)子，經(jīng)過電壓為 1 8 8 0 V 的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 5 .0 10－ 4 T 的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)子受到的洛倫茲力是多大？洛倫茲力與質(zhì)子的重力的比值是多大？ ( 質(zhì)子質(zhì)量 m ＝ 1 .6 7 10－ 27 k g ， g 取 1 0 N/k g ) 解析： 質(zhì)子的初速度為零，電場加速的能量全部轉(zhuǎn)化為質(zhì)子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時的動能．依據(jù)能量守恒定律有 Uq ＝12m v2，可得質(zhì)子 進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時的 速率 v ＝2 Uqm＝2 1 8 8 0 1 . 6 10－ 191 . 6 7 10－ 27 m / s ≈ 6 . 0 105 m /s . 由于質(zhì)子是垂直進(jìn)入磁場，故 F ＝ q v B ＝ 1 . 6 10－19 6 . 0 105 5 . 0 10－ 4 N ＝ 4 . 8 10－ 17 N ，質(zhì)子的重力 G ＝ mg＝ 1 . 6 7 10－ 27 1 0 N ＝ 1 . 6 7 10－ 26 N ，則FG＝4 . 8 10－ 171 . 6 7 10－ 26≈ 2 . 8 7 109. 答案： 4 . 8 10－ 17 N 2 . 8 7 109 ? 題后反思 ( 1 ) 由此題可以看出，質(zhì)子 ( 或者電子、粒子和正、負(fù)離子等 ) 受到的洛倫茲力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其所受重力，所以這類粒子在磁場中運(yùn)動
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