十、磁场
1.安培定则的应用
在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”。
磁场
原因(电流方向)
结果(磁场方向)
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流的磁场
四指
大拇指
2.磁场的叠加
(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。如图所示为M、N在c点产生的磁场BM、BN。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B。
3.洛伦兹力
(1)洛伦兹力的特点
①利用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意区分正、负电荷。
②运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。
③洛伦兹力一定不做功。
(2)与安培力的联系及区别
①安培力是洛伦兹力的宏观表现,二者是相同性质的力,都是磁场力。
②安培力可以做功,而洛伦兹力对运动电荷不做功。
(3)洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力
电场力
产生条件
v≠0且v不与B平行
电荷处在电场中
大小
F=qvB(v⊥B)
F=qE
力方向与场方向的关系
F⊥B,F⊥v
F∥E
做功情况
任何情况下都不做功
可能做功,也可能不做功
4.带电粒子在叠加场中的运动
叠加类型
受力特征
带电体的运动特征
洛伦兹力
并存
洛伦兹力、重力平衡
一定做匀速直线运动
重力
洛伦兹力、重力不平衡
复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,故机械能守恒,由此可求解问题
洛伦兹力
并
存
洛伦兹力、电场力平衡
一定做匀速直线运动
电场力
洛伦兹力、电场力不平衡
复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题
洛伦兹力
并
存
三力平衡
一定做匀速直线运动
电场力
重力与电场力平衡
一定做匀速圆周运动
重力
合力不为零且与速度方向不垂直
复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题
1.安培力作用下的平衡
图1
图2
2.洛伦兹力作用下的匀速圆周运动
种类
图形
特点
直线边界
进出磁场具有对称性
平行边界
存在临界条件
圆形边界
①沿径向射入必沿径向射出,如图甲
②乙图为磁聚焦现象
3.实例