一、磁场对运动电荷的作用
1.洛伦兹力:物理学中,把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。
2.洛伦兹力的大小
(1)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向平行,f=0。
(2)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向垂直,f=qvB。
(3)如果电荷运动的方向与磁场方向夹角为θ,f=qvBsin_θ。
二、从安培力到洛伦兹力
1.洛伦兹力的推导
设导线横截面积为S,单位体积中含有的自由电子数为n,每个自由电子的电荷量为e,定向移动的平均速率为v,垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中,如图所示。
截取一段长度l=vΔt的导线,这段导线中所含的自由电子数为N,则
N=nSl=nSvΔt
在Δt时间内,通过导线横截面的电荷为
Δq=neSvΔt
通过导线的电流为
I=ΔqΔt=neSv
这段导线所受到的安培力
F=IlB=neSv2BΔt
每个自由电子所受到的洛伦兹力
f=FN=evB