1.洛伦兹力

运动电荷在磁场中受到的力，称为洛伦兹力.阴极射线管中带负电的电子由阴极向阳极高速运动过程中，没有磁场时沿直线运动，如图甲所示；有如图乙所示方向的磁场时向下偏转，就是因为受到了洛伦兹力的作用.

2.洛伦兹力的方向

运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可以用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.如图所示.

（1）负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反，四指指向电荷运动的反方向.

（2）讨论B、v、F三者方向间的相互关系，如图所示，F总垂直于B与v所在的平面，但B与v不一定垂直.

（3）由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，故洛伦兹力永不做功.

3.洛伦兹力的大小

（1）洛伦兹力大小的推导

①如图所示，设有一段长度为L的通电导线，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中.若导线中的电流为I，则该导线所受的安培力大小为F安＝BIL.

②若导线的横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的速度为v，则在时间t内通过截面的电荷量Q＝nSvtq.由电流的定义I=Q/t=nSvtq/t=nSvq，这段导线内含有的自由电荷数为N＝nSL.

③整段导线所受的安培力F安可看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F洛的合力，即F安＝NF洛，则每个自由电荷所受洛伦兹力的大小为F洛＝qvB.

（2）洛伦兹力的一般表达式

在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受洛伦兹力为F洛＝qvBsinθ.

①当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，F洛＝qvB.

②当电荷的运动方向与磁场方向平行时，F洛＝0.

③当电荷的运动方向与磁场方向成一定夹角θ（0°＜0＜90°）时，洛伦兹力的大小在0到qvB之间.

【特别提示】

当v与B成θ角时，可以把速度v分解为与B平行的分速度v//和与B垂直的分速度v⊥，与B平行的分速度不产生洛伦兹力，这时F洛＝q·v⊥B＝q·Bvsinθ（如图所示）.

4.洛伦兹力的特点

（1）运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力.

（2）洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关.

（3）洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变电荷运动的速率，只改变电荷运动的方向.

5.洛伦兹力与安培力的关系

（1）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表现.

（2）尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，只有当导体静止时才能这样认为

（3）洛伦兹力对电荷恒不做功，但安培力却可以对通电导线做功，可见安培力与洛伦兹力既有联系，也有区别.

6.洛伦兹力与静电力对比