安培力与洛伦兹力

本篇导图与安培力与洛伦兹力有关，其内容主要讲述了磁场对通电直导线的作用力，磁场对运动电荷的作用以及带电粒子在匀强磁场中的运动

磁场对通电直导线的作用力

• 安培力及安培力的方向
  • 安培力的定义：通电导线在磁场中受的力称为安培力
  • 决定安培力的方向的因素：
    • 上下交换磁极的位置——改变磁场的方向
    • 改变导线中电流的方向
  • 安培力的方向——左手定则
    • 张开左手掌
    • 手心迎磁场
    • 四指指电流
    • 拇指力方向
• 安培力的大小
  • 公式
    • B与I垂直：F=BIL
    • B与I平行：F=0
    • B与I成θ角：F=BILθ
  • 理解
    • l所处磁场为匀强磁场
    • l为导线垂直于磁场方向上的有效长度
• 两平行通电直导线的相互作用
  • 作用规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥
• 磁电式电流表
  • 原理：安培力与电流的关系
  • 基本构造：磁铁，线圈，指针，软铁，极靴等
  • 优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流
  • 缺点;允许通过的电流很弱，容易被烧坏
  • 灵敏度：C=θ/I=nBS/k
  • 特点
    • 表盘的刻度均匀，θ正比于I
    • 灵敏度高，量程较小，过载能力差
• 质谱仪与回旋加速器
  • 质谱仪
    • 基本构造
      • 带电粒子注入器
      • 加速电场
      • 速度选择器
      • 偏转磁场
      • 照相底片
    • 工作原理
      • 动能定理
      • 洛伦兹力公式
      • 牛顿第二定律
  • 回旋加速器
    • 结构：两个中空的半圆金属盒
    • 带电粒子最终能量=q²B²r²/2m
    • 时间=pBr²/2U
    • 特点
      • 优点：体积小
      • 缺点：粒子能量不会很高
• 安培力与洛伦兹力
• 磁场对运动电荷的作用力
  • 洛伦兹力以及洛伦兹力的方向
    • 洛伦兹力定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力
    • 判定：左手定则
      • 拇指与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反
  • 洛伦兹力的大小
    • 公式：F洛=qvB
    • 适用条件：B⊥v
      • 据情况而定：F洛=qvBsinθ或F洛=qvBcosθ
    • 若速度方向与磁场方向平行，则F洛=0
  • 电视机的工作原理与构造
    • 构造：电子枪，偏转线圈，荧光屏
    • 原理：电子枪发射高速电子，经过偏转线圈时电子受洛伦兹力发生偏转，偏转后的电子打在荧光屏上，使荧光屏发光
• 带电粒子在匀强磁场中的运动
  • 带电粒子在匀强磁场中的几类运动
    • 匀速直线运动
      • 带电粒子速度方向与磁场方向平行
    • 匀速圆周运动
      • 带电粒子垂直于磁场方向进入磁场，洛伦兹力与运动方向始终垂直
    • 等螺距的螺旋线运动
      • 当粒子速度与磁场有一夹角（θ≠0°，90°180°）
  • 带电粒子在有界磁场中运动的求解
    • 定圆心
    • 求半径
    • 算时间