第九章-3通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力

1、-1-課時(shí)2121通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)條目解析條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)1安培力及其方向1.安培力:通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力。2.安培力的方向可用左手定則判定:伸開(kāi)左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。1.安培力既與磁場(chǎng)方向垂直,又與導(dǎo)線垂直,即F垂直于B和I決定的平面。2.兩平行的通電導(dǎo)線的作用:同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例1法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀

2、槽中心,N極向上。一根金屬桿斜插在水銀中,桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負(fù)極與金屬桿上端相連,與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。從上往下看,金屬桿()A.向左擺動(dòng)B.向右擺動(dòng)C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案解析解析關(guān)閉從上往下看,根據(jù)左手定則,金屬桿受力向里,故D選項(xiàng)正確。 答案解析關(guān)閉D條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例2(2017浙江4月學(xué)考)如圖所示,兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置,通以方向相反大小相等的電流,a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。則()A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右D.同時(shí)

3、改變兩導(dǎo)線的電流方向,cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)右手定則可知導(dǎo)線cd和ef在b處的兩分磁場(chǎng)方向均為垂直紙面向外,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;ef導(dǎo)線在a處的磁場(chǎng)垂直紙面向外,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則可判斷,通有電流方向相反的兩根導(dǎo)線相互排斥,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;不管電流方向如何,只要電流方向相反,就互相排斥,選項(xiàng)D正確。 答案解析關(guān)閉D條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)2安培力的大小當(dāng)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí),安培力最大F=ILB;當(dāng)磁場(chǎng)和電流平行時(shí),安培力最小F=0。其中L是指“有效長(zhǎng)度”,對(duì)通電直導(dǎo)線是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的那段長(zhǎng)度;對(duì)彎曲導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線所在平面與磁場(chǎng)方向垂直,且磁場(chǎng)為

4、勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),L等于彎曲導(dǎo)線兩端點(diǎn)連接直線的長(zhǎng)度,如圖所示,相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端。條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例3(2016浙江麗水模擬)一根長(zhǎng)為0.2 m的電流為2 A的通電導(dǎo)線,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,受到的安培力大小不可能的是()A.0.4 NB.0.2 NC.0.1 ND.0 答案解析解析關(guān)閉 當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí),導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力最大,Fmax=BIL=0.520.2 N=0.2 N。當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí),導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力最小為零。則導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的范圍為00.2 N,故B、C、D可能,A不可能。 答案解析關(guān)閉A條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考

5、點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)3洛倫茲力及其大小1.洛倫茲力:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。2.洛倫茲力大小:當(dāng)vB時(shí),F=qvB;當(dāng)vB時(shí),F=0。條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例4如圖所示,將兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中,O為M、N連線中點(diǎn),連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流I,已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=k,式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中的電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離,一帶正電的小球(圖中未畫(huà)出)以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿M、N連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),關(guān)于上述過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()A.小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)B.小球一直做勻速直線運(yùn)

6、動(dòng)C.小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D.小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?答案解析解析關(guān)閉由安培定則和磁場(chǎng)疊加原理可以判斷出在M、N連線上的磁場(chǎng)方向平行桌面向里,所以小球所受洛倫茲力的方向垂直桌面向上。對(duì)小球受力分析,受重力、桌面支持力、洛倫茲力3個(gè)力作用,小球沿桌面方向不受力,故從a點(diǎn)到b點(diǎn),小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確;由于從a至b合磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大,則小球所受洛倫茲力先減小后增大,桌面對(duì)小球的支持力先增大后減小,由作用力與反作用力的關(guān)系知小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小,C、D都錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉B條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)4洛倫茲力方向的判定左手定則:磁感線垂直

7、穿入掌心,四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向,拇指指向洛倫茲力的方向。在相同條件下,負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)41.洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向都垂直,即洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向共同確定的平面。2.因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。3.洛倫茲力與靜電力的比較:條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例5如圖所示為電視機(jī)顯像管的原理示意圖,沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),從電子槍射出的電子束打在熒光屏正中點(diǎn)。若加上偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生)后,電子束在豎直方向上偏離中心打在熒光屏的A點(diǎn),則所加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向?yàn)?()A.水平向右B.水平向左C.垂直紙面向里D.垂直紙面向外 答案 答案關(guān)閉D條目解析學(xué)考標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例6如圖所示,在赤道處,將一小球向東水平拋出,落地點(diǎn)為a;給小球帶上電荷后,仍以原來(lái)的速度拋出,考慮地磁場(chǎng)的影響,下列說(shuō)法正確的是()A.無(wú)論小球帶何種電荷,小球仍會(huì)落在a點(diǎn)B.無(wú)論小球帶何種電荷,小球下落時(shí)間都會(huì)延長(zhǎng)C.若小球帶負(fù)電荷,小球會(huì)落在更遠(yuǎn)的b點(diǎn)D.若小球帶正電荷,小球會(huì)落在更遠(yuǎn)的b點(diǎn) 答案解析解析關(guān)閉 地磁場(chǎng)