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磁场中的受力分析

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高中物理磁场领域只涉及两种典型的力,洛伦兹力和安培力。前者是电荷受到的力,后者是导线棒受到的力。

洛伦兹力与安培力分析

洛伦兹力与安培力的关系

洛伦兹力:运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。洛伦兹力的公式为F=QvB;

安培力:磁场对电流的作用力通常称为安培力。

电流为I、长为L的直导线。在匀强磁场B中受到的安培力大小为:F=ILBsin(I,B),其中(I,B)为电流方向与磁场方向间的夹角。

如果I、B垂直,则安培力F=BIL;

由于电流是电荷定向移动的结果,所以安培力是洛伦兹力的宏观表现;我们也能从安培力大小公式,可以反推得洛伦兹力公式。

安培力F=BIL;

电流I=Q/t;

代入上式F=BL(Q/t)=qvB;这是从宏观到微观的推导过程。下面再来看下从微观到宏观的过程。

F=BIL=BnqsvL=NBqv,

即F(安培力)=Nf (f是洛伦兹力);

洛伦兹的受力分析

洛伦兹的受力分析特点:永远不做功。

这是因为洛伦兹力的公式中,F=QvB;其中F永远与v垂直,即F在位移上投影永远为零,根据做功定义,做功大小永远为零。

安培力做功分析

再次不在赘述,这里的内容原来有很深的阐述,具体见这篇文章

(文/王尚;审核/崔强)

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