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带电粒子在磁场中运动时,要受到洛伦兹力的作用,试推导洛伦兹力的表达式F=qvB.

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带电粒子在磁场中运动时,要受到洛伦兹力的作用,试推导洛伦兹力的表达式F=qvB.
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答案和解析

解析:设导体内单位长度上自由电荷数为n,自由电荷电荷量为q,定向移动的速度为v,设长度为L的导线中的自由电荷在t秒内全部通过截面S,如图所示.则通过电荷量为Q,有:Q=nqL=nq·vt I= F =BIL

故F =B L=B L=qvB·nL

安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力,这段导线中含有的运动电荷数目为nL,所以洛伦兹力为F= =qvB.

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