为什么不能把磁场作用于运动电荷 磁场的力的方向,定义为磁

运动电荷在磁场中为什么会受力呢_百度知道
运动电荷在磁场中为什么会受力呢
说明本质 答好加分
洛伦兹力是怎么产生的
这是电磁的本质。可以从电或磁两个方面考虑。1,从磁方面。运动电荷会产生磁场,两磁场相互作用。2,从电方面。以运动电荷为参考系,磁场运动,产生电场,对电荷有力的作用。电与磁的本质相同。 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观体现。洛伦兹力的方向也可以用左手定则来判断。如果是正电荷,四指指向电荷运动的方向,磁感线穿过掌心,大拇指指向受力方向;如果是负电荷,受力方向与正电荷受力的方向相反。洛伦兹力的方向总是垂直于B和v所决定的平面,也就是说洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直,又与电荷的运动方向垂直。在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力的作用。当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时,运动电荷也不受洛伦兹力的作用,将做匀速直线运动。
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运动电荷运动有电流 ,受洛伦兹力
电流通过导线时会产生磁场
从微观的角度看
电流就是电子的移动
所以带电粒子运动时就会产生磁场
这个磁场和外界磁场相互作用
这是原理,你的问题基本等同于直线为什么是直的呢,电子为什么带有电荷呢
洛伦兹力是电场力变换参照系得到的,换言之,磁是电的相对论效应。
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为什么不能把磁场作用于运动电荷的力的方向,定义为磁感应强度的方向
力是物体之间的相互作用,是一种事实存在,力的存在方式只能去测量和推导,怎么能定义?我们可以定义“力”这个概念,但是不能定义力的大小和方向,要去观察和测量
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来自团队:
因为合理的磁感应强度的方向应该是唯一的,而磁场作用于运动电荷的力的方向与电荷运动方向有关,在同一个点方向就没法定出来了。所以不能。
这些都是惯例,你只能怪你生的迟了。
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关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是(  )A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必
关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是(  )A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必为零B.电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两互相垂直C.电子射线垂直进入磁场发生偏转,这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D...
我有更好的答案
A、运动的电荷不一定受到洛伦兹力作用,若电荷的运动方向与磁场方向平行,则运动电荷不受洛伦兹力作用.故A错误.B、根据左手定则,洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直,但运动方向与磁场的方向不一定垂直.故B错误,C、电子射线垂直进入磁场发生偏转,而洛伦兹力方向与速度方向垂直,洛伦兹力对电子不做功,故C错误.D、电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力.故D正确.故选:D.
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磁场力是一种作用力,包括磁场对运动电荷作用的洛仑兹力和磁场对电流作用的。磁场力包括两种,一种是磁场对通电导线的,另一种是磁场对运动电荷的作用力。
磁场力简介
磁场力解释
力包括磁场对运动电荷作用的和磁场对电流作用的,安培力是洛仑兹力的宏观表现.磁场力现象中涉及3个物理量的方向:磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向;或磁场方向、电流方向、安培力方向.我们用说明3个物理量的方向时有一个前提,认为磁场方向垂直于电荷运动方向或磁场方向垂直于电流方向.不少同学认为,根据左手定则知道其中任意2个量的方向可求出第3个量的方向.一般说,这种看法是不正确的.
事实是,磁场方向不一定垂直于电荷运动方向或电流方向,它们之间的夹角可以是任意的.我们能肯定的是:洛仑兹力一定既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向,洛仑兹力垂直于磁场B和电荷v所决定的平面.一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向,安培力垂直于B和I所决定的平面,我们不应该忽视一个:B与v或I平行时,洛仑兹力或安培力都不存在.
因此,当B⊥v或B⊥I时,我们可以用表述3个方向间的关系.这时,知道任意2个物理量的方向可求出第3个物理量的方向.当B与v或B与I不垂直时,根据B与v的方向或B与I的方向,可确定洛仑兹力f或安培力F的方向,但是,根据v、f的方向或I、F的方向不能唯一的确定B的方向;根据B、f的方向或B、F的方向不能唯一确定v或I的方向.这2种问题若有唯一确定的解必须补充条件.
B=F/IL(B⊥L)
B与F、I、L无关。
磁场力分类
磁场力包括两种,一种是磁场对通电导线的,另一种是磁场对运动电荷的作用力。
磁场力相关问题
与磁场力有关的两类极值问题
磁场中的极值问题往往与磁场力有关,磁场中的极值问题按磁场力来分也可以分为两类,一类是与有关的极值问题,另一类是与有关的极值问题。但不管求解哪一类极值问题首先要确定研究对象,搞好;然后根据受力情况和初始状态,搞清研究对象的运动过程,再根据运动过程用相应的物理规律;最后是求得所需的物理量。
有安培力参与的极值问题
通电导线在磁场中不管是处于静止状态还是,都可能会受到安培力的作用。但通电导线处于静止状态时,它本身不会产生,而处于运动状态时,通电导线由于它本身也会产生,因此在求解运动状态的通电导线的极值问题时,不能忘掉这个感应电动势。
1.1 通电导线静止时的极值问题
例1 如图1所示铜棒质量为0.1kg,静止于相距8cm的水平轨道上,两者间的为0.5。现从一轨道载送5A电流至另一轨道,欲使铜棒滑动,两导轨间所加的匀强磁场的的最小值为多少?
解析 设F与水平方向的为θ,画出如图2所示的图。则:
F = BIL。(1)
且铜棒在重力、、安培力、共同作用下应满足:
Fcosθ-μ(mg-Fsinθ) =0。(2)
联立(1)、(2)解得:
1.2 通电导线运动时的极值问题
例2 如图3所示,水平放置的两平行金属导轨之间的距离为L =0.25cm,电池的E=6V,r =0,电阻R =5Ω,匀强磁场B,K合上后,横放在导轨上的金属棒ab在磁场力作用下由静止开始向右运动,金属棒与导轨间的f=0.15N,为使棒运动速度最大,B应为多大?此时Vmax等于多少?
解析 金属棒运动时会产生,此电动势方向与方向想反,则电路中的电流大小为:I = (E-BLv)/R。(1)当金属棒速度最大时,加速度应为零,则:BIL-f =0。(2)把(1)代入(2)得:
有参与的极值问题
2.1 只有洛伦兹力作用时的极值问题 当题中只有一个带电粒子的运动时,往往只需一条运动轨道就可确定的极值问题,而当涉及到多个带电粒子的运动时往往需要多条轨道才能确定带电粒子的极值问题。
例3 如图4所示,一足够长的矩形区域abcd,存在为B垂直纸面向里的。在ab的中点O处,垂直磁场射入一速度方向跟ab边为30°,速度大小为v的带电粒子,已知粒子的质量为m、为e,ab边的长度为 ab边足够长,粒子重力忽略不计。问:电子全部从bc边射出时,电子入射速度v大小的数值范围如何?
解析 从带电粒子在磁场中做匀速圆周动的半径公式可知,半径越小,带电粒子的运动速度越小;半径越大,带电粒子的运动越大。因过圆周上某点的轨道半径总与该点的速度方向垂直,可知最大轨道半径和最小轨道半径的圆的圆心都在初速度方向的上。由此可画出如
图5所示的示意图。当轨道半径最小时电子从bc边上的M射出,当轨道半径最大时,电子刚好不从ad边射出。设最大速率、最小速率分别为v1、v2,最大半径分别为R1、R2,则由图中的几何关系可得:
R1(1-sinθ) =1/2。(1)
R2(1+sinθ) =1/2。(2)
因θ=30°,代入上面两式可得:
R1=1,R2=1/3。(3)
又从作为可得:
Bev = mv2/R。(4)
由以上四式可得粒子从bc边上射出v的数
值大小范围为:
例4 如图6所示,在的内,有一束宽为d的,其中每个电子的速度均为v,都平行于Ox轴向右,已知电子的质量为m、为e,图中A点的坐标为(1,0),且1& d,现要求这束电子通过垂直于xOy平面的匀强磁场之后都能通过A点,且距离x轴为d的电子经磁场偏转后恰好垂直x轴通过A点。求:(1)这个区域内磁场的B的大小和方向。(2)设计一个符合上述条件且面积最小的匀强磁场区域,求出它的面积,并在xOy平面上画出磁场边界。
(1) 如图7所示,先考虑与x轴距离为d的电子,它经磁场偏转后恰好垂直通过x轴上的A点,由可知磁场方向垂直纸面向里,电子的轨道半径R = d。(1)又有电子受的作为得:Bev = mv ^2/R。(2)联立(1)、(2)两式解得:B = mv/ed。
(2) 从图7中可以看出与x轴距离为d的电子通过磁场偏转后恰好垂直通过A,圆弧QA应是所求磁场区域的上边界。为确定下边界,我们考察与x轴距离为y的电子的运动,设它从P(x,y)点入射磁场,通过磁场偏转后通过A点,则电子在磁场中的运动轨道是以O1为圆心、d为半径的一段圆
2.2和其它外力共同作用下的极值问题
在此种情况下电荷的运动没有象前一种那么简单。在一些问题中它是在,而在另一些问题它是,电荷做什么运动要视具体情况而定。
例5 如图8,质量为0.1g的小球带电4×10-4C的电量,把它套在
很长的绝缘直棒上,将此棒竖直地放入相互平行且都是水平的和匀强磁场中,起E=10N/C,B=0.5T,若小球与棒之间的为0.2,求小球沿棒下滑的最大速度。
解析 画出如图9所示的图。小球受重力、、、弹力和摩擦力的作用,当合力为零时,小球下滑的速度达到最大。(图9中F表示电场力和洛伦兹力的合力)
例6 如图10,顶角为2θ的光滑固定在匀强磁场中,一质量为m,电量为q的小球沿
做,它的最小半径是多少?
解析 如图11,小球运动中受到三个力作用:重力mg,FN,F = qvB。
由以下两式:
FNsinθ-mg =0,
和qvB-FNcosθ= mv/r。
得:mv-qBrv+rmgctgθ=0。
因v的为实数,故:
(qBr)-4mgrctgθ≥0,
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