洛伦兹力是高中阶段非常重要的一个物理量,正是由于它的发现,人们对世界的认识又进了一步。

磁场力与洛伦兹力公式(描述磁场的物理量之五)(1)

一、定义

运动电荷在磁场中所受的力。它是荷兰物理学家H·A·洛伦兹于提出的。这个人的厉害之处在于它假设了洛伦兹力的存在,但并未实验验证。

二、发现

将电学实验中示波器的原理中偏转电场变成磁场。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。

三、性质

1.在国际单位制中,洛仑兹力的单位是牛顿,符号是N。

2.洛伦兹力方向总与运动方向垂直(精准的说是垂直于速度方向和磁场方向组成的平面)。为什么垂直,大家可以认为这就是一个公理。应用左手定则,当四指指电流方向,磁感线穿过手心时,大拇指方向为洛伦兹力方向。所以,速度方向平行于磁场方向时,洛伦兹力为零。速度方向垂直于磁场方向时,洛伦兹力最大,即F=qvB。

3.洛伦兹力永远不做功。(有束缚时,洛仑兹力的分力可以做功,但其总功一定为0。这方面后续阐述)

4.只要运动方向改变,洛伦兹力的方向就会改变。洛伦兹力不改变运动电荷的速率和动能,只能改变电荷的运动方向使之偏转。

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