高中物理·磁场(安培力·洛伦兹力·圆周运动)

磁场：磁体或电流周围存在的一种特殊物质，用磁感应强度 B 描述其强弱与方向（小磁针 N 极受力方向即磁场方向），单位是特斯拉（T）。磁场看不见，但可通过通电导线或运动电荷的受力来"感受"。

安培力：通电导线在磁场中受到的力，大小 F = BIL sinθ（θ 为电流方向与磁场方向的夹角，I⊥B 时取最大值 BIL）；方向用左手定则判定。

洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力，大小 f = qvB sinθ（v⊥B 时为 qvB）；方向同样用左手定则，但对负电荷要把"四指"指向其运动方向的相反方向。

左手定则：伸开左手，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流（正电荷运动）方向，拇指所指即为安培力或洛伦兹力的方向。这是判断"力往哪边"的唯一可靠工具，务必练熟。

带电粒子在匀强磁场中：因为洛伦兹力始终垂直于速度方向，粒子做匀速圆周运动，半径 r = mv/(qB)，周期 T = 2πm/(qB)。解题的关键在几何作图——过入射点、出射点分别作速度的垂线，两垂线交点即圆心；弦切角、圆心角关系（φ = 2θ）是常考计算点。

应用：质谱仪（测比荷）、回旋加速器（回旋周期与速度无关，可反复加速）都建立在"洛伦兹力提供向心力"之上。

例题1（基础）：质子以速度 v 垂直进入磁感应强度 B 的匀强磁场，求运动半径与周期。解：r = mv/(qB)，T = 2πm/(qB)。注意质子 q = e。

例题2（速度选择器）：电场 E 与磁场 B 相互正交，粒子沿中线直线通过的条件是什么？解：电场力与洛伦兹力平衡，qE = qvB，故 v = E/B 时才直线通过。

例题3（复合场）：粒子在"匀强电场+匀强磁场"中做匀速直线运动，说明合力为零，即 qE、qvB、mg 三力平衡，可用于求速度方向。

①几何是难点也是得分点：先画磁场边界与速度方向，用"两条半径垂直于速度"找圆心；②牢记洛伦兹力永不做功，它只改变速度方向、不改变速度大小；③遇到边界问题，优先讨论粒子"刚进""刚出不出去"的临界轨迹。