第一章安培力與洛倫茲力課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第一章安培力與洛倫茲力思維導(dǎo)圖安培力（磁場對電流的作用力）方向由左手定則確定條件：L

與B垂直（二者平行時(shí)不受安培力）一、安培力大小方向1.安培力公式F=BIl,應(yīng)用時(shí)要注意:(1)B與I垂直。(2)B與I平行時(shí),F=0。(3)l是有效長度。彎曲導(dǎo)線的有效長度l,等于連接兩端點(diǎn)線段的長度(如圖所示);相應(yīng)的電流沿l由始端流向末端。2.方向:根據(jù)左手定則判斷。方法歸納總結(jié)：方法模型歸納復(fù)習(xí)與提高A組第4題課本A組4.如圖1-3所示，長為2L的直導(dǎo)線折成邊長相等、夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)在導(dǎo)線中通以電流I時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力為多大解題要點(diǎn)：等效長度為起點(diǎn)和終點(diǎn)的直線距離。選定研究對象變?nèi)S為二維列方程

通電導(dǎo)線或通電導(dǎo)體棒。

變?nèi)S為二維,如：側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫出平面受力分析圖,其中安培力的方向要用左手定則來判斷,注意F安⊥B、F安⊥I。列平衡方程或動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解

二、安培力作用下導(dǎo)體平衡與加速問題1、求解安培力作用下導(dǎo)體的平衡與加速問題的基本思路

2、求解關(guān)鍵:(1)電磁問題力學(xué)化(2)立體圖形平面化復(fù)習(xí)與提高B組第1、2題1.如圖1-5所示，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流為I，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面為0角斜向上，結(jié)果ab靜止于水平導(dǎo)軌上。求∶（1）金屬桿ab受到的摩擦力（2）金屬桿對導(dǎo)軌的壓力。θ2.如圖1-6所示,寬為L的光滑導(dǎo)軌與水平面成a角,質(zhì)量為m、長為L的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場,當(dāng)回路總電流為I時(shí),金屬桿恰好能靜止。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少有多大?此時(shí)方向如何?2)若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上,應(yīng)把回路總電流

I調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止?αα【例題1】如圖所示,光滑導(dǎo)軌與水平面成α角,導(dǎo)軌寬為l。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長為l，質(zhì)量為m,水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí),金屬桿正好能靜止。求:(1)這時(shí)B至少多大?B的方向如何?(2)若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上,應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止?(1)畫出金屬桿的截面圖。由三角形法則得,只有當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)安培力才最小,B也最小，此時(shí)B的方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向左上方。解析：

三、洛倫茲力

方向用左手定則判斷，四指必須指電流方向（不是速度方向），即正電荷定向移動(dòng)的方向；對負(fù)電荷，四指應(yīng)指負(fù)電荷定向移動(dòng)方向的反方向。正電荷：v的方向，負(fù)電荷：-v的方向

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的磁場力叫洛倫茲力，它是安培力的微觀表現(xiàn)。IBF安F條件：v與B垂直（v與B平行時(shí)不受洛侖茲力）練習(xí).擺長為L

的單擺在勻強(qiáng)磁場中擺動(dòng)，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，細(xì)繩與豎直方向的夾角為α

。當(dāng)小球從如圖所示的位置擺到最低處時(shí)，擺線上拉力T

多大？α

TF洛vmg答案：153、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力⑴軌道半徑：⑵運(yùn)動(dòng)周期：⑶動(dòng)能：

對于確定磁場，有，僅由粒子種類決定，與r和v無關(guān)。三、帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)①直線邊界(進(jìn)出磁場具有對稱性，如圖)②平行邊界(存在臨界條件，如圖)方法歸納總結(jié)：規(guī)律方法帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題“三步法”方法模型歸納例．如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們的出射點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？出射的時(shí)間差是多少？MNvBO畫好示意圖，找圓心、找半徑和用對稱。速度選擇器霍爾元件磁流體發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度、兩板間距、噴射速度有關(guān)。只選擇粒子速度，不選擇電量、電性、比荷?；魻栯妷号c電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度乘積成正比，與h無關(guān)。d為沿磁場方向距離。FffFFf帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)譜儀U1U2,d復(fù)習(xí)與提高B組第5題回旋加速器U~AA′BB′A1A′1B1B′1++××××××××××××××××××××××××1、粒子能夠加速到的最大動(dòng)能：2、粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：3、必須滿足的條件：1、粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑R決定。設(shè)加速電壓為U，加速總次數(shù)為N。由動(dòng)能定理得：3、最大動(dòng)能與加速電壓U無關(guān)。2、電壓U增大，加速的次數(shù)N會(huì)減少。粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間4、電壓U增大，在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間會(huì)變短。T電=T磁5、粒子比荷、磁感應(yīng)強(qiáng)度、交流電頻率必須滿足等式：回旋加速器nn+1n+2四、帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)方法歸納總結(jié)：方法模型歸納方法歸納總結(jié)：“5步”突破帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題方法模型歸納帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題

組合場中常見的幾種情形帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題

組合場中常見的幾種情形例題1：電子