选择性必修第二册 · 知识点

磁场对电流与运动电荷的作用

磁场对通电导线产生安培力、对运动电荷产生洛伦兹力,用左手定则判断。

沪科版选择性必修第二册 · 第5章 5.2-5.3 磁场中的力

电场磁场
××××××××××××××××××IF = BILqvF = qvBB 垂直纸面向里(×)F = BIL = qvB

磁场垂直纸面向里(×),导线受安培力 F=BIL,电荷受洛伦兹力 F=qvB。

换个说法你就懂了

通电导线在磁场中受安培力,运动电荷受洛伦兹力,方向都用左手定则判断。洛伦兹力永远垂直于速度,故只改变方向不改变速率(做圆周运动)。

核心公式 / 定理

  • 定义

    安培力 F=BIL(B⊥I),洛伦兹力 F=qvB(v⊥B),方向用左手定则判断。

  • 常用结论

    带电粒子垂直磁场中做匀速圆周运动:r=mv/(qB),T=2πm/(qB)。

  • 符号与读法

    B 为磁感应强度,I 为电流,v 为速度,q 为电荷量,L 为有效长度。

  • 易错点

    洛伦兹力永远垂直于速度,只改变方向不改变速率,不做功。

经典例题

2023年上海高考·综合题·磁场中的圆周运动

带电粒子垂直射入匀强磁场(B=0.2T,v=2×10⁶m/s),求轨道半径(q/m=10⁸C/kg)。

  1. 1① 用洛伦兹力提供向心力:qvB=mv²/r。
  2. 2② 得 r=mv/(qB)=v/((q/m)B)。
  3. 3③ 代入 v=2×10⁶、q/m=10⁸、B=0.2,得 r=0.1m。

答案:轨道半径 0.1m

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