2021年成人高考物理必背知識(shí)點(diǎn)：電荷在磁場(chǎng)中所受的力

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電荷在磁場(chǎng)中所受的力

安培力

(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直，L是有效長(zhǎng)度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線，且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直，則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長(zhǎng)度.

(2)安培力的方向由左手定則判定.

(3)安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零.

洛倫茲力

(1)洛倫茲力的大小f=qvB，條件:v⊥B.當(dāng)v∥B時(shí)，f=0.

(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功.

(3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定.

(4)在磁場(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計(jì))，

(1)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行(相同或相反)，帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng).

(2)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng).①軌道半徑公式：r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB

帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)

①帶電粒子所受合外力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處理這類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解.

②帶電粒子所受合外力恒定，且與初速度在一條直線上，粒子將作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，處理這類(lèi)問(wèn)題，根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，選用牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解.

(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)

①當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，洛倫茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).處理這類(lèi)問(wèn)題，往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律、動(dòng)能定理列方程求解.

②當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，與初速度方向不在同一直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，一般處理這類(lèi)問(wèn)題，選用動(dòng)能定理或能量守恒列方程求解.

③由于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變，往往出現(xiàn)臨界問(wèn)題，這時(shí)應(yīng)以題目中“最大”、“最高” “至少”等詞語(yǔ)為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解.

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