高二物理中的洛伦兹力包括:
1. 运动电荷在磁场中受到的力,即洛伦兹力。这是磁场的基本性质,可以用左手定则来判定电荷受到的洛伦兹力的方向。
2. 在洛伦兹力基础上的电动力,即洛伦兹力对运动电荷的惯性力。虽然它与电荷的运动有关,但本质上是一种磁场力,与牛顿运动定律不同。
以上是高二物理中洛伦兹力的基本概念和相关知识。
题目:一个质量为 m 的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,已知磁感应强度为 B,带电粒子所带电荷量为 q,测得周期为 T。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径;
(2)带电粒子受到的洛伦兹力的大小和方向;
(3)若带电粒子从静止开始经时间 t 进入磁场,求该粒子在磁场中的运动时间。
【分析】
(1)根据洛伦兹力提供向心力,结合周期公式列式求解半径;
(2)根据洛伦兹力方向特点判断;
(3)根据动能定理求出粒子在磁场中的运动时间。
【解答】
(1)根据题意有:$qvB = m\frac{v^{2}}{r}$,解得:$r = \frac{mv}{qB}$;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则粒子受到的洛伦兹力大小为:$F = qvB$,方向垂直于速度方向,指向圆心;
(3)粒子从静止开始经时间$t$进入磁场,由动能定理得:$q\Delta tB = \frac{1}{2}mv^{2}$,解得:$t = \frac{mv}{qB}$。
答案:(1)$r = \frac{mv}{qB}$;(2)$F = qvB$,方向垂直于速度方向指向圆心;(3)$t = \frac{mv}{qB}$。
【说明】本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题,关键是根据洛伦兹力提供向心力列式求解。