高三物理带电粒子在磁场中运动-讲义（学生版）.pdf

带电粒子在磁场中运动

一、洛伦兹力

在磁场中所受的力叫做洛伦兹力．

1.洛伦兹力的大小

大小：当电荷运动方向与磁场方向垂直时：；

理解：速度与磁场都是矢量，两者相乘结果还是矢量，可联系数学向量的乘法。

思考：当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，其洛伦兹力表达式？

2.洛伦兹力的方向

左手定则：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，并使指向运动的方向（运动的反方向），拇指所指的方向就是运动的电荷（

电荷）在磁场中所受洛伦兹力的方向．

1.带电量为（）的粒子在匀强磁场中运动，到达点时与静止在那里的另一带电量为（

）的粒子相碰并粘合在一起运动，碰撞前后的轨迹如图所示，不计空气阻力和重力作用，则

以下说法中正确的是（）

A.若粒子的运动轨迹为从到，则带正电，带负电，且电量关系有

1

B.若粒子的运动轨迹为从到，则带正电，带负电，且电量关系有

C.若粒子的运动轨迹为从到，则带负电，带正电，且电量关系有

D.若粒子的运动轨迹为从到，则带负电，带正电，且电量关系有

思考：；；三者方向哪两个方向一定垂直？哪两个方向可以不垂直？

思考：洛伦兹力与安培力的联系以及其各自做功的特点？

思考：试由洛伦兹力公式推导安培力的公式．

沿杆方向的洛伦兹力：

同理我们求一下沿杆方向的洛伦兹力分量大小：

这个力不是静电力，所以它将产生电动势，由电动势定义，得：

非

可以看出，这就是动生电动势的表达式，此即说明，电子所受洛伦兹力沿杆方向的分量构成了动生

电动势．

既然洛伦兹力的两个相互垂直的分量分别是安培力和动生电动势，那么动生电动势所做的功加上安

培力所做的功应该就等于洛伦兹力做的功，即：

洛

我们又知道洛伦兹力永远不做功，所以：

也即安培力做的功等于其对应的动生电动势在电路中所做功的负值，这个式子把力学功与电学功联

系了起来，在严格求解力电结合问题的时候是一个重要的理论基础．

2.关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是（）

A.放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用

B.带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用

C.因安培力垂直于通电导线，故安培力对通电导线一定不做功

D.因洛伦兹力垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功

3.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是（）

A.洛伦兹力一定会对带电粒子做功B.洛伦兹力的大小与速度无关

C.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向D.洛伦兹力不改变带电粒子的动能

4.关于洛伦兹力、电场力和安培力的说法，正确的是（）

2

A.带电荷量为的粒子在匀强磁场中运动，只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B.带电荷量为的粒子在匀强磁场中运动，如果把改为，且速度反向大小不变，则粒子所

受洛伦兹力的大小和方向均不变

C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D.粒子只受到洛伦兹力作用时，运动的动能、速度均不变

E.电荷只要在电场中就会受到电场力作用，电荷在磁场中，也一定会受到洛伦兹力的作用

F.电场力对在其电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对磁场中的电荷却不会做功

G.电场力和与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线或磁感线上

H.只有运动电荷在磁场中才