安培力与洛伦兹力对比
安培力和洛伦兹力的区别
安培力和洛伦兹力的区别
一、概念不同
1、安培力（Ampere's force）是通电导线在磁场中受到的作用力。
由法国物理学家A·安培首先通过实验确定。
2、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。
荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。
二、公式不同
1、洛伦兹力f=Bvq；其描述的是某个粒子的受力情况。
2、安培力F=BIL；其描述的是通电的杆件的受力情况。
三、方向不同
1、安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可用左手定则来判定：
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
作用在通电导线上的安培力，是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现。
2、洛伦兹力的方向可由左手定则来判定：
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷
运动的相反方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷或负电荷所受洛伦兹力的方向。
辨析：洛伦兹力与安培力
辨析：洛伦兹力与安培力作者：梁从丽来源：《中学生数理化·高二高三版》2013年第09期运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力，通电导线在磁场中所受的力称为安培力，这两个力分别从微观和宏观两个方面阐述了磁对电的力的作用，既有区别，又有联系。
一、洛伦兹力1.洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力。
洛伦兹力的公式为F=qvB。
在国际单位制中，洛伦兹力的单位是牛顿，符号是N。
洛伦兹力的特点是：方向总与运动方向垂直；洛伦兹力永远不做功（有束缚时，洛伦兹力的分力可以做功，但其总功一定为零）；洛伦兹力不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。
2.洛伦兹力方向的判断：将左手摊平，让磁感线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。
注意：运动电荷是正的，大拇指的指向即为洛伦兹力的方向；反之，如果运动电荷是负的，仍用四指表示电荷运动方向，那么大拇指的指向的反方向为洛倫兹力方向。
另一种对负电荷应用左手定则的方法是认为负电荷相当于反向运动的正电荷，即用四指表示负电荷运动的反方向，那么大拇指的指向就是洛伦兹力方向。
例1图1是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图像，其中正确的是（B、v、f两两垂直）（）。
解析：根据洛伦兹力方向的判断规则，伸出左手并将手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。
A图中，四指水平向左，因为这是负电荷在磁场中运动，此时洛伦兹力竖直向上，正确；同理，B图中四指竖直向下，此时洛伦兹力水平向左，正确；C图中四指穿过纸面向外，此时洛伦兹力水平向左，正确；D图中四指竖直向上，洛伦兹力穿过纸面向里，错误。
答案为ABC。
点评：由左手定则可知四指指示正电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指示的方向应与负电荷运动的速度方向相反。
图2例2如图2所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。
安培力和洛伦兹力做功的特点
安培力和洛伦兹力做功的特点首先，让我们来了解一下安培力和洛伦兹力的定义和公式：安培力是指电流通过导线时，导线上每段微小长度上所受到的力的大小和方向。
安培力的大小与电流的大小、导线长度以及磁感应强度之间的关系由安培定律给出。
安培力的公式为：F = BILsinθ其中，F表示安培力的大小，B表示磁感应强度，I表示电流的大小，L表示导线长度，θ表示磁感应强度与导线的连线方向的夹角。
洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力。
洛伦兹力的大小和方向与粒子的电荷量、速度以及磁场强度之间的关系由洛伦兹力公式给出。
洛伦兹力的公式为：F=q(v×B)其中，F表示洛伦兹力的大小，q表示粒子的电荷量，v表示粒子的速度，B表示磁场的强度。
1.安培力对应的物理现象是电流通过导线时所受的力，这种力是由带电粒子在磁场中运动产生的。
由于安培力与导线的长度和电流的大小相关，因此当导线上的电流改变时，安培力也会随之改变。
2.安培力所做的功与导线的位置有关。
当导线垂直于磁场时，安培力所做的功最大。
而当导线与磁场平行时，安培力所做的功为零。
3.安培力不会改变导线的总机械能。
安培力的方向始终垂直于导线的方向，所以它不会改变导线的速度和机械能，而只会改变导线上电荷的内能。
1.洛伦兹力对应的物理现象是带电粒子在磁场中受到的力。
洛伦兹力的大小与电荷的电量、速度和磁场的强度相关，因此当这些参数改变时，洛伦兹力也会随之改变。
2.洛伦兹力做功时，粒子的速度方向和力的方向之间存在夹角。
如果速度和磁场方向平行或反平行，洛伦兹力所做的功为零。
而当速度和磁场方向垂直时，洛伦兹力所做的功最大。
3.洛伦兹力会改变粒子的机械能。
洛伦兹力的方向不一定与粒子的速度方向相同，所以它可以改变粒子的速度和动能，从而改变粒子的机械能。
综上所述，安培力和洛伦兹力的做功特点有所不同。
安培力所做的功与导线的位置有关，且不会改变导线的总机械能；而洛伦兹力所做的功与粒子的速度方向和力的方向之间的夹角有关，且可以改变粒子的机械能。
高中物理：洛伦兹力
高中物理：洛伦兹力
1．洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功．
(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．
(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
2．洛伦兹力与安培力的联系及区别
(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力．
(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
例1图7中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()
图7
A．向上B．向下
C．向左D．向右
①大小相同的电流；②向外运动．
答案B
解析根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得O点处的磁场向左，再根据左手定则判断带电粒子受到的洛伦兹力向下．
第1页共1页。
一文搞懂库仑力、洛伦兹力和安培力
一文搞懂库仑力、洛伦兹力和安培力一、库仑力1、带电体可看作是由许多点电荷构成的，每一对静止点电荷之间的相互作用力遵循库仑定律(法国物理学家库仑于1785年发现)，称为库仑力，又称静电力。
2、库仑力是以电场为媒介传递的，即带电体在其周围产生电场，电场对处于其中的另一带电体施以作用力，且两个带电体受到的库仑力相等。
3、影响库仑力的因素有电荷量、两电荷之间的距离、带电体的形状、大小、电荷分布情况等。
4、库仑力的方向为沿两带电体中心线，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
5、库仑力的计算公式是F=kq1q2/r2，式中：F为库仑力，N；k为库仑常量；q1、q2为带电粒子的电荷量，C；r为两个带电体之间的距离，m。
二、洛伦兹力1、运动电荷在磁场中受到的作用力，称为洛伦兹力。
荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。
2、洛仑兹力既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向，即垂直于磁场B和电荷运动速度v所决定的平面。
洛仑兹力的方向可根据左手定则判定：伸开左手，使大拇指与其余四指垂直且在同一个平面内，让磁力线从手掌心穿入，四指指向正电荷的运动方向，则大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。
但必须注意：若运动电荷是正的，大拇指指向即为洛伦兹力的方向。
反之，如果运动电荷是负的，仍用四指表示电荷运动方向，则大拇指指向的反方向为洛伦兹力的方向。
3、洛伦兹力的计算公式是f=qvBsinθ。
式中：f为电荷受到的洛伦兹力，N；q为带电粒子的电荷量，C；v为带电粒子的运动速度，m/s；B为均匀磁场的磁感应强度，T；θ为v与B的夹角。
4、洛伦兹力不做功是因为洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直，根据功的公式W=FScosθ，θ=90°时，W=0。
三、安培力1、安培力是指通电导线在磁场中受到的作用力。
它是由法国物理学家安培首先通过实验确定的。
安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。
安培力与洛伦兹力关系辨析
安培力与洛伦兹力关系辨析作者：周德学来源：《新课程·下旬》2017年第09期磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。
洛伦兹力公式为f=qvBsin？兹，它是1892年荷兰物理学家洛伦兹在建立经典电子论时，作为基本假设提出的，但它已为大量实验所证实。
安培力公式为F=BILBsin？琢，是法国物理学家安培在解决任意两电流元之间作用力定量规律时，经过精心设计的四个示零实验加以缜密的理论分析，发现安培定律，从而得到安培力公式。
但关于安培力的定义，目前有两种说法：一是磁场对通电导线的作用力叫安培力。
另一种说法是磁场对电流的作用力叫安培力。
通电导线和电流两者是有区别的。
通电导线中有电流，但有电流不一定有导线。
空间电子流、质子流等带电粒子的运动都会形成电流。
这些在磁场中运动的带电粒子会受到洛伦兹力的作用，那么电流有没有受到安培力的作用？这里就涉及安培力和洛伦兹力的关系问题。
很多教材和参考资料都说安培力就是作用在各个运动的自由电荷上的洛伦兹力的宏观表现。
并且采用如下的方法证明：设在匀强磁场中，垂直磁场方向放置一段长度为L的金属导线，设导线中通有如图1所示的电流I。
从微观的角度看，电流是由导线中的自由电子向下做定向移动形成的。
设自由电子定向移动的速度为v，每个电子所带的电量为e，导体单位体积内的自由电子数为n，导体截面面积为s。
每个自由电子所受的洛伦兹力为f=evB在△t时间内通过导线某一截面的电量为q=v△tsne则电流强度为I=■=nesv导线中的自由电子总数为N=sLn金属导线所受的安培力为F=BIL=BnesvL=NevB=Nf这个证明应该说很完美。
但我们来看这样一个问题：如图所示，在匀强磁场中，有两根平行的光滑的金属导轨，左端连接了一个电阻，导轨上有一根长度为L的金属导体棒以速度v1向右匀速运动。
金属导体棒中的自由电子随导体棒运动而具有水平向右的速度v1，从而具有向下的洛伦兹力f1，引起自由电子相对于棒沿棒向下运动，设速度的大小为v2，对应的洛伦兹力为f2，电子运动的合速度为v，合洛伦兹力为f。
洛伦兹力与安培力有何区别？
洛伦兹力与安培力有何区别？在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题，上课觉着什幺都懂了，可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣，伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题，是一些同学们的学习疑问，小编做一个统一的回复，有同样问题的同学，可以仔细看一下。
问题和答复如下：【问：洛伦兹力与安培力有何区别？】答：两个力都是磁场作用在物体上的力，这是共性。
洛伦兹力是单独一个带电粒子所受到的磁场力，而安培力是一个杆件所受到的磁场力。
可以这幺认为，安培力是杆件上无数粒子所受洛伦兹力的合力。
推荐同学们去看看2013年北京高考物理试卷第24题。
【问：电流表改装电压表实验，电源如何选择？】答：电流表改电压表的电源，一般来说应选择较大的。
这是因为电阻箱连入后会影响总电阻（变小），使得干路中电流变大，影响半偏的效果。
选择大的电动势，在满偏调节时滑动变阻器的阻值就会很大，减弱电阻箱对电路总电阻的影响。
【问：远距离输电中为什幺要升压？】答：任何的发电站，其功率（决定于烧煤量等）一般来说是恒定的，p=ui，如果提高电压，那幺电流就会减小。
输电线主要的损失在于输电线上热损耗，损耗功率计算表达式为p=i2r，比如从三峡向北京供电，r 大小基本上很难改变，因此要降低i，在功率恒定的情况下，办法就是提高u 的大小，即升压。
同学们要注意，这里讲的是输送功率，并不是【问：物理的动力学总学不好，难在哪里？】答：物理必修一整整一本书都是在研究牛顿的动力学。
很多学生都学不好这里的内容，对动力学问题的难点搞不明白。
解决动力学难题，同学们要从力、运动两条线上对物体进行分析，尤其是题中涉及到多个物体、多种复杂的运动模式时【问：多过程的物理问题如何处。
高中物理安培力与洛伦兹力
高中物理安培力与洛伦兹力安培力和洛伦兹力，说起来其实挺有意思的，听着有点复杂，实际上一点也不难。
你想想啊，生活中我们天天都在接触这些力。
比如你玩过电磁铁吧？它就是基于安培力的原理。
洛伦兹力呢，也是无处不在的，不信你摸摸手机里的电流，或者你坐地铁的时候，电磁铁都在默默发挥作用。
这些力跟我们日常生活息息相关，所以咱们今天就来轻松聊聊这些力，看看到底有多神奇。
先来说说安培力。
安培力其实就是电流通过导体时，导体在磁场中受到的力。
大家学过磁场的定义吧，反正就是那些看不见摸不着的东西，它们环绕在电流周围，电流在磁场中走动，就像是一只小船在水面上漂荡。
如果没有这些磁场的“推动”，小船可就不太动了。
你看过电流通过导体的时候，导体会被磁场推着走吧？这就是安培力在作怪。
它的大小和电流的强度、导体的长度以及磁场的强度有关系。
简单来说，电流强一点，导体越长，磁场越强，力就越大。
就像你用一根铁丝，电流很强，周围有强大的磁场，那这根铁丝就会有一种“趁势而动”的感觉，瞬间就被“甩”出去。
哇，想想是不是有点酷？安培力的方向呢，倒也不复杂。
我们可以用著名的右手定则来判断：把右手的四指指向电流的方向，掌心朝向磁场的方向，最后大拇指指的方向，就是力的方向。
就像你抓住一个东西，手指指向电流，掌心指向磁场，最后“咻”一声，那个力就像风一样刮到你身上。
是不是很有画面感？你在用力推一辆车的时候，车轮也会受力，前进的方向其实就可以想象成是这种感觉。
再来聊聊洛伦兹力。
这个名字听起来挺高深的，其实它就是一种总的力的表现。
你也许会想，啥是“总的力”？没错，洛伦兹力其实是电荷在电场和磁场中受的综合作用力。
当电荷在电场和磁场中运动时，这两个场的力量会一起作用在电荷上，最终把它推向一个特定的方向。
你可以把电荷想象成小小的粒子，它在电场和磁场中跑来跑去，电场负责“吸引”，磁场负责“推动”。
这俩场一起作用，电荷就像一个迷失方向的小球，滚来滚去，不知道跑哪里去。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
洛伦兹力
1.洛伦兹力定义：磁场对电荷的作用力。 2.验证：
★精密实验结论★
1、运动电荷在磁场中受力的作用——“洛伦 兹力”。（注：V∥B 时运动电荷不受力）
2、所受洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与 运动方向也垂直；且遵守“左手定则”—
问题
电流是电荷的定向移动形成的，磁 场对电流能产生力的作用， 那么，运动电荷在磁场中是否也同 样受到力的作用呢？
课题： 《磁场对运动电荷的作用力》
课件教师：祝平原
洛伦兹力
狭缝 荧光屏
阴极 电子束
阳极
N S
１
S N
２
实验果
(1).在没有外磁场时,电子沿 直线前进,表明运动的电荷没有 受到力的作用.
××
× × × ×
B× × × ×＋Vq× ×
V
•
BF方向－向不上q受或向力下F•••
B• • V•
•••
••－••q
• •
• • • •
C
D
洛伦兹力的大小：
设有一段长为 L ，截面积为 S 的导体，通以电流强度为 I 的电流放入磁场中，导体与匀强磁场的方向垂直，磁 感强度为 B ，导体单位体积内有 n 个自由电荷，电量为 q ，定向移动速率为 V 。
D、E竖直向上，B垂直纸面向里
E
vB
解：处理物体运动问题，要从受力分析入手， 质子在运动过程中受两个力作用，电场力和洛 伦兹力，由力的性质知，质子运动轨迹非常复 杂，所以只能用动能定理解。洛伦兹力不做功， 所以吸电场力做功。
导体所受的安培力为： F安 = B I L 导体中的电流有： I = nqVS
安培力与每一个运动电荷受洛伦兹力的关系：
F安 = LSnF洛 对上面三式进行处理得： F洛 = BVq
结论：运动电荷在磁场中垂直于磁场运动所受 的洛伦兹力大小与磁感强度、电荷速度 、电荷电量均成正比。
根据所学知识进行分析思考并论述：
×V ×
×
不受力
×
×B × × ×
× ×
××+q
× ×
V×
×
××B ×
× ×
× ×－× ×q
× F×
×× ××
×B
× ×
＋q
V
A
B
C
垂直纸面向外 B －q V
D
2、请标出下列各图中粒子所处的磁场方向或粒
子的电性或粒子运动方向。
••
B• •
V• •
••
• •＋•q •
••••
A
• • • •
F
×B × ×
度V有瞬时对应关系。
思考与讨论
1、如果带电粒子射入匀强磁场时,初速 度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦 兹力的作用下将作什么运动?
+q v
-q
v
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动 受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把 重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。 2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒 子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹 力提供做向心力，只改变速度的方向，不改 变速度的大小。
4、（1992年高考题）如图中虚线所围的区域内，存在电
场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场。
已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域未发生
偏转。设电子重力不计，则这个区域内的E和B的方
向可能是
（ AB ）
A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同
B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反
C、E竖直向上，B垂直纸面向外
2、圆周运动的半径
v2 qvB m
R
R mv qB
3、圆周运动的周期
T 2 R
v
T 2 m qB
例题分析：
1、如图所示，场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀
强磁场相互正交，一个质子以速度V0并跟E、B都垂 直的方向从A点射入，质子质量为m，电量为e，当
质子运动到C点时，偏离射入方向的距离为d，则质
子在C点的速率为多大 ？
× × d× × ×
× × × ×C ×
B× × × × E×
×× × × ×
A
例题分析：
2、质量为m电量为＋q的小物块放在斜面上，斜面倾角为α，
物块与斜面间摩擦系数为μ ，设整个斜面置于磁感应强度为B
的匀强磁场中，如图所示，斜面足够长，物块向下滑动能达
到的最大速度是多少 ？
1、运动电荷在速度与磁场方向不平行时受磁场的 作用力——洛伦兹力F
2、通电导线在磁场中所受的安培力是形成电流的 运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
3、洛伦兹力的方向垂直于磁场方向，垂直于运动 方向，遵守左手定则。（洛伦兹力不做功）
4、洛伦兹力的大小： F = BVq 5、洛伦兹力的大小和方向都与磁场的B及运动速
的运动将是 A、匀速直线运动
（A ）
B、匀速圆周运动
C、往复运动
D、螺旋运动
2、从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将
会偏向
（C）
A、南方 B、北方 C、上方 D、下方
3、磁场对通电导线的作用力，实质上是磁场对导线中 运
动电荷作用力的宏观表现。所以，洛伦兹力是 磁场对
运动电荷的作用力。
课堂练习
— “平伸左手，拇四垂直，磁感线垂直穿入 手心，让四指指向正电荷运动方向，拇指
3、由所以指上为内洛容伦可兹以力看的出方安向培。力”和洛伦兹力 的关系——安培力是洛伦力的宏观表 现； 或者说：安培力是大量运动电荷所受洛 伦兹力的合力。
巩固练习：
1、请标出下列各图中带电粒子的洛伦兹力方向
×
F
××
×
××
N × × × × × × ×f × ×
×××
×××××××××
×××
× ×
× ×
× ×
×α ×
×F ×
×
×
× × × × ×G× × × ×
×××
×××××××××
×××
×××××××××
×××
课堂练习：
1、在一个长直螺线管中能入方向周期性变化的电流，然
后沿螺线管中心轴线射入一个电子，电子在管内所作
欢迎各位领导、老师 光临指导！
虞城县第一高级中学 祝平原
◆复习回忆◆
1、电流在磁场中受安培力大小的公式如何？ 公式适用的条件是什么？
2、安培力的方向如何？应如何判断？ ◆安培力大小：F = BIL 适用条件：电流方向和磁场方 向垂直。
FBIsL in
◆安培力的方向与磁场方向垂 直，与电流方向垂直；应用左 手定则判断。
1、洛伦兹力在电荷运动中的做功情况？ 2、洛伦兹力在带电物体运动中对运动状态的影
响如何？ ◆洛伦兹力由于总与电荷运动方向垂直，所以洛
伦兹力不做功。这一点与安培力不同，请同学 们理解、牢记。 ◆由于洛伦兹力不做功，所以在带电物体的运动 中，洛伦兹力不影响物体的速率，只改变物体 运动的方向。
知识梳理：