Question

洛伦兹力为什么垂直匀强磁场方向

洛伦兹力为什么垂直匀强磁场方向，可以画出通电导向在匀强磁场中，磁感线的变化吗

Answer 1

洛伦兹力的方向循左手定则（左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内；把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准 N极，手背对准S极，四指指向电流方向（即正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体或正电荷受力方向）垂直于v和B构成的平面（若q为负电荷，则反向）。由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不作功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。

至于磁感线变化，貌似得看通电导线和磁场的位置啥，如通电导线的电流方向与磁场一致就不受安培力，如果导线不切割磁感线则无安培力 另外变化的磁场也相当于切割磁感线。

追问

我要问的是洛仑兹力为什么垂直电荷运动方向，至于左手定则我会的。我问的是原理，而不是怎么来判定。

追答

先从能量守恒的角度分析，如果运动电荷在磁场中会受力：
情况1，它不可能在电荷运动方向上有分量，因为如果这样，那么它必定对电荷做功，在进行简单的思考之后，可以立即判断这是不可能的，毕竟没有物体能把能量转移到电荷上（因为只有磁场啊）。
情况2，它也不可能在磁场方向上有分量，因为如果这样，那么他必定会偏向磁场方向运动，从而这个分量在它运动方向上也必然存在分量，由情况1可知，这是不可能的。
所以，运动电荷在磁场中受力必然垂直于运动电荷运动方向和磁场方向。（这种分析只能限定这个力的方向到一维，但是却不能说明他的具体方向。）