阴极射线偏转演示实验释疑

在“磁场对电流的作用力”和“磁场对运动电荷的作用力”教学中，阴极射线偏转演示实验起着承上启下的作用．在学生已知磁场对电流有作用力后，自然地提出磁场力是否直接作用于运动电荷？将阴极射线管放在马蹄形磁铁的两极间，从荧光屏上可以观察到：电子束的运动径迹发生弯曲．证明了我们的推想：运动电荷确实受到磁场力的作用．同时可以推论，不载电流的物体是不会使电子束发生偏转的．但是，当我们把一只手靠近射线管时，出乎意料的是电子束也发生了偏转！它偏离了手的方向．而用书本代替手做同样的实验时，却没有明显的偏离现象．为什么…     

关于洛仑兹力与安培力关系的讨论

在电磁学中,安培力(Idl×B)和洛仑兹力(dqv×B)之间的关系是很重要的内容,对这个问题许多教材进行了讨论,认为安培力是磁场对宏观电流元的作用力,洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力,有的教材是从安培力推出洛仑兹力,而有的是从洛仑兹力推出安培力,认为安培力与洛仑兹力两者是一致的。而我们认为安培力和洛仑兹力一致是有一定条件的。下面我们来分析一个十分熟悉的例子。     

如何解决光电灵敏电流计的零点漂移

大家知道，在磁场中的运动电荷不管受不受其它外力作用，洛仑兹力总是不做功．因为洛仑兹力总是跟速度方向垂直，它只改变速度方向，不改变速度大小．但在有些实际问题中，经常需要将洛仑兹力巧妙地进行分解，运用在某个方向上做功或者与其它外力在某个方向上叠加产生加速度来分析处理问题，现举例说明。     

洛仑兹力的演示——介绍一组自制演示教具

磁场对运动电荷的作用力——洛仑兹力,是统编教材中新的内容。为演示洛仑兹力使电子束偏转需有阴极射线管和感应圈;为演示洛仑兹力使带电粒子做圆周运动,需用特制的电子射线管(见课本彩图1),前者在一般学校尚未配备,后者虽已生产,但还未装备中学物     

稳恒电流磁效应对导体内电荷体密度的影响

在普通物理电磁学讲课中,讨论到稳恒电流通过均匀导体时得到这样的结论:净电荷只能出现在导体表面,体内净电荷处处为零。但是这个结论是在电学部分中给出的,换言之并没有考虑到电流本身磁效应的影响。因此在尔后引入电流的磁场时,有些学生自然地会提出这样的疑问:如果考虑电流本身的磁效应,那么上述结论是否还正确呢?下面就此作些解释。 首先考虑均匀导体无电流时,自由电子电荷体密度p0应为这样的常量,它使净电荷体密度处处为零。当通以稳恒电流时,体电流会在体内产生磁场,使运动电荷受到径向力。若以自由电子为载流子,它们便会向中央移动,…     

再论洛仑兹关系的协变性及其速度的含义

洛仑兹关系式 F=qE+qv×B通常也称为洛仑兹力公式,它与麦克斯韦方程组一起,给出了电动力学的基本规律.在宏观电磁现象中,洛仑兹力公式和麦克斯韦方程组是普遍成立的,并适用于一切惯性参考系,具有相对论协变性. 公式F=qE + qv×B中的速度v,与E=0时,公式F=qv×B中的速度v,含义完全相同,是指电荷相对于观察者的速度,也就是电荷相对于与观察者固接的参考系的速度.但最近有的作者又一次强调[1],它也是电荷相对于磁场的速度,应当把“总是误认为公式中的v是带电粒子相对于导体或磁场的速度,实际上应当是指相对于观察者的速度[2]”改为“总是误…     

洛仑兹力实验教学演示仪的改进

对传统的"旋转的液体"实验进行改进,研制出洛仑兹力实验教学演示仪,通过变压器将220V交流电转化为直流电,使通电线圈产生竖直方向的磁场,同时电解槽电解产生OH~-,在电场作用下定向移动时,由于受到洛仑兹力的作用而发生旋转,并使用酚酞作为指示剂,将无色的微观实验现象转换为宏观的红色可视化现象,极大地增加了学生学习的兴趣.     

关于洛仑兹力公式的讨论

文[1]指出了对洛仑兹力公式中v存在三种理解:(1)电荷相对于磁场的速度;(2)载流导体中电荷相对于导体的速度;(3)电荷相对于观察者的速度,并通过具体例子说明了第(3)种理解才是正确的.本文拟由洛仑兹力公式形式的不变性,进一步说明v是相对于观察者的速度。进而指出公式中的E和B也是相对于观察者而言的. 设二个惯性系J和S’,S’相对于S沿X轴以u速度运动,如图一所示.在S系中运动电荷q的速度为v,则它在电磁场中受到的洛仑兹力为 如在S’系中来观察,我们要证明它受到的洛仑兹力与(1)式具有相同形式,即 f’=q’E’+q’v’×B’(2)式中各带撇的…     

电磁现象中的功能关系

1　电磁现象中都有功能关系电流周围的磁场所具有的能量是怎样转换来的 ?在金属导体两端加上电压 ,导体中就有电场 .自由电子在电场力的作用下 ,定向移动而形成电流 ,同时在它的周围激发磁场 .所以电流周围磁场的能量是通过电场力对定向移动的电荷做功转换来的 .当闭合回路中的     

关于不同惯性系中力的变换的一般规律

关于不同惯性系中力的变换规律，在一些常见的文献中只给出在某些特殊情况下力的变换的特殊规律，而没有给出在普遍情况下的一般结果．本文将根据洛仑兹变换且从最一般的情况出发来导出不同惯性系中力的变换的普遍规律并由此普遍规律导出匀速运动电荷所生的电磁场，从而得到普通电磁学课本中关于运动电荷所生磁场的相对论修正式．     

用自制教具演示洛仑兹力

几年来,在给学生讲“洛仑兹力”时,学生反映,从理论上讲我明白,但“洛仑兹力”真有吗?老师是否也可以给我做一个演示实验。我校没有电子射线管,经过深入研究教材从中悟出:真空中的电子流在磁场中受洛仑兹力,那么用液体导电来代替真空中电流不是具有同样道理吗?我们参考了《福利斯普通物理学》对有关部分的简单叙述,从中得到一定启发,于1981年下半学期就制做了下面这套简单仪器,没花一分钱,就达到了“洛仑兹力”演示实验的目的。     

洛仑兹力演示仪

洛仑兹力演示仪能演示磁场对运动电子产生的洛仑兹力,并能测定电子的荷质比,还能演示运动电子在电场作用下的偏转。它是大专院校和中等学校的必备仪器之一。一、仪器工作原理洛仑兹力演示仪由洛仑兹力管、励磁线圈、控制及电源组合、暗箱四部分组成。其外形见本期封底照片。洛仑兹力管又称威尔尼特电子管,其结构如图1     

洛仑兹力公式中的V究竟是什么

运动电荷在磁场中所受的洛仑兹力 F=qV×B其中速度V的具体含义是什么?一般书上只是说,V是电荷q在磁场中的运动速度.而在实际中,存在三种理解:①电荷相对于磁场的速度[1].②载流导体中电荷相对于导体的速度.③电荷相对于观察者的速度. 如果磁场、载流导体和观察者相对静止,这些理解是等效的.但是,在一般情形下,①②两种理解是错误的,只有第③种理解才是正确的.下面我们分别说明.一、V不是电荷相对于磁场的速度 设空间某一区域有一均匀磁场B,一段导体以速度V向右运动.显然,无论是在相对于磁场静止的参考系K中,还是在相对于导体静止伪参考…     

磁场和磁场力的相对性

静止的带电体只激发静电场，对电荷的作用只有静电场力；运动的带电体既激发电场，又激发磁场，对电荷的作用既有电场力又有磁场力．所以，磁场是电场的相对论效应．本文通过两个具体例子，说明了这一观点．     

一个简单电磁力现象反映的相对论

两个静止的电荷只受到静电库仑力的作用, 当这两个电荷运动时, 一个运动电荷要在另一个电荷处产 生磁场, 另一个电荷还要受到洛伦兹力. 这一简单电磁力的变化反映了相对论, 只有用做匀速运动电荷电场的变化 与产生的磁场, 才能求出电荷受到的作用力, 也可以用相对论力的变换求出电荷受到的作用力     

由相对论力的变换求匀速运动点电荷产生的磁场

在一个平面内有两个带负电的电荷,要受到相互排斥的库仑力作用,当平面以速度v运动时,这两个电荷的任何一个电荷,除受到库仑力作用外,还要受到洛仑磁力的作用。两个电荷由静止变为匀速运动,受到力的变化,只不过是在不同参考系观察而已,通过相对论力的变换求电荷受到力的变化,与电荷受到电磁力的变化是等效的,由此也可求出匀速运动电荷产生磁场的大小。     

运动带电粒子间的相互作用

运动带电粒子间的相互作用邓小玖（合肥工业大学合肥）众所周知，运动电荷之间如果只考虑洛仑兹力，牛顿第三定律一般不成立。然而若引进带电粒子在外磁场中的总动量户一ｍＧ十ａ二，其中ｑ二为被运动带电粒子带动的电磁场的动量’‘’，则广义力满足牛顿第三定律。如此处...     

安培力与洛仑兹力的关系

安培力与洛仑兹力的关系王佩麟（南京电力专科学校２１００００）安培力和洛仑兹力是两个不同的概念，但由于载流导线中的电流是由大量自由电子的定向漂移运动形成，因此安培力和洛仑兹力之间必然存在着某种关系．许多“物理学”及“电磁学”中对它们之间的关系作了或多或...     

磁场中等离子体鞘层的结构

采用流体力学理论，研究了斜磁场作用下的等离子体鞘层结构.在不同大小及方向的磁场作用下，对鞘层的离子，电子密度分布，离子流速度分布，电势分布和Bohm判据进行了讨 论.结果显示磁场对鞘层的结构有明显的影响.在静电力和洛仑兹力的作用下，离子流作螺旋进动，离子密度分布产生振荡. 关键词： 磁鞘 等离子体 磁场     

在普通物理教学中引入磁场的一个方法

一、缘起 在普通物理教学中,可以在狭义相对论的基础上,通过运动电荷之间的相互作用,从理论上引入磁场概念,目前见到这样做的教科书,一本是A.P.French的“SpecialRelativity(狭义相对论)”(1968)。它根据下述基本事实:静止的源电荷对另一电荷 (不管它以多大速度运动)的作用力都由库仑定律给出,并利用了狭义相对论坐标变换关系。它导出运动的源电荷对另一运动电荷的作用力,除了电场E的作用外,还有一种力可归之于另一种场,叫磁场。该磁场B可根据下述定义由电场E给出式中v是运动源电荷的速度,该书还在此基础上讨论了直线电流的磁场分布。由…