【知识点详解】
1. **洛伦兹力**:洛伦兹力是指运动电荷在磁场中受到的力,它是电荷运动与磁场相互作用的结果。电荷必须在磁场中运动才会受到洛伦兹力。
2. **洛伦兹力与安培力的关系**:洛伦兹力是单个电荷在磁场中的受力,而安培力是大量电荷(即电流)在磁场中的受力,安培力是洛伦兹力的宏观表现。
3. **左手定则**:判断洛伦兹力方向的工具,左手的拇指、食指和中指分别代表磁场方向、电荷速度方向和洛伦兹力方向,三者在同一平面内,拇指方向即为正电荷在磁场中受力的方向,负电荷受力方向与拇指相反,垂直于磁场和速度构成的平面。
4. **洛伦兹力的方向特点**:洛伦兹力总是同时垂直于磁场方向B和电荷速度方向v,即形成一个垂直于B-v平面的力。
5. **洛伦兹力的大小**:
- 当v与B垂直时,洛伦兹力的公式是\( F=qvB \),其中q是电荷量,v是速度,B是磁感应强度。
- 当v与B平行时,洛伦兹力为0。
- 当v与B成θ角时,洛伦兹力公式为\( F=qvB\sin\theta \)。
6. **电视显像管的工作原理**:电视显像管利用电子束的磁偏转原理,通过控制偏转磁场的方向和强弱变化,使电子束在荧光屏上按特定规律移动,形成图像。
7. **洛伦兹力的应用实例**:在电视显像管中,电子束在磁场作用下发生偏转,从而在荧光屏上形成光点,实现图像显示。
8. **洛伦兹力的性质**:
- 洛伦兹力不做功,因此不改变带电粒子的动能,但可以改变粒子的速度方向。
- 电荷在磁场中是否受到洛伦兹力取决于其速度方向和磁场方向的夹角。
9. **题目解析**:
- 物理学家洛伦兹首先提出了磁场对运动电荷有力的观点。
- 洛伦兹力与带电粒子速度方向垂直,所以不会改变粒子的动能,但会影响速度方向。
- 当电子垂直于磁场方向射入时,洛伦兹力将使其沿着垂直磁场方向偏转,但速度大小不变。
通过以上分析,我们深入理解了洛伦兹力的概念、计算方法、方向判断以及其在电视显像管中的应用,并了解了洛伦兹力对带电粒子运动的影响。这些知识是高中物理中磁场部分的重要内容,对于理解和解决相关问题至关重要。