安培力洛伦兹力重点分析

知识点：

1. 安培力：磁场对电流的作用力。

2. 安培力的方向判断：左手定则，安培力与电流方向、磁场有效方向相互垂直。

3. 安培力的大小：BLI F 。

4. 磁感应强度：通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F 与跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值。B=F/IL 单位：特（特斯拉）T 。是描述磁场强弱的物理量

5. 匀强磁场：磁场强弱、方向处处相等的磁场。

磁通量：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直面积为S 的平面，则磁感应强度B 与面积S 的乘积叫做磁通量，简称磁通。Φ=BS 单位：韦（伯） Wb 。 标量，但有正负

一、应用安培力应注意的问题

1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形

2、注意磁场和电流的方向是否垂直

二、判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题 1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向

3.根据左手定则确定受安培力的方向

4.根据受力情况判断运动情况

三、处理导线受到安培力的一般思路

先对导线进行受力分析,画出导线的受力平面图,然后依照F 合=0,F 合=ma ， 列出相应的方程

17．（13分）如图所示，两平行光滑的导轨相距l =0.5m ，两导轨的上端通过一阻值为R =0.4Ω的定值电阻连接，导轨平面与水平面夹角为θ=30º，导轨处于磁感应强度为B =1T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一长度恰等于导轨间距、质量为m =0.5kg 的金属棒，

由图示位置静止释放，已知金属棒的电阻为r =0.1Ω，导轨电阻不计，g =10m/s 2

。求： （1）求金属棒释放后，所能达到的最大速度v m ； （2）当金属棒速度达v =2m/s 时，其加速度的大小；

（3）若已知金属棒达最大速度时，下滑的距离为s =10m ，求金属棒下滑过程中，棒中产生的焦耳热。

1. 磁场对电流有力的作用，而通电导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。洛伦兹力是

作用在运动电荷上的即磁场对运动电荷的力。

2. 安培力与洛伦兹力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观体现，洛伦兹力是安培力的微观表现。

3. 研究磁场对运动电荷的作用实验结论（阴极射线管）：i 、在没有外磁场时,电子沿直线前进,表明运动的电荷没有受到力的作用。ii 、当有外磁场时,电子束运动的轨迹发生弯曲,表明运动电荷受到磁场的作用力。

4. 洛伦兹力的方向判断：左手定则，注意区分正负电荷。洛伦兹力的方向既垂直于磁场方

向，又垂直于电荷运动方向。

5. 关于洛仑兹力的说明：i 、洛仑兹力的方向垂直于v 和B 组成的平面。洛仑兹力永远与速 度方向垂直。Ii 、洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。Iii 、洛仑兹力对电荷一定不做功。

6. 洛仑兹力的大小：qvB F = 当v ，B 不垂直时：θsin qvB F = v ，B 的夹角。 洛仑兹力和电场力的区别：

1、电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。

2、大小：F 电＝Eq F 洛=Bqvsin θ。

3、电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。

4、电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。

带电粒子在匀强磁场中的运动：

1、带电粒子（重力不计）平行射入匀强磁场，做匀速直线运动。

2、带电粒子（重力不计）垂直射入匀强磁场，做匀速圆周运动。

3、半径和周期公式

r

m B q 2v v = qB m r v

=

qB

m

r T π2π2==

v

带电粒子在匀强磁场中做不完整圆周运动圆心的确定： 两种基本方法：

1、已知入射方向和出射方向：分别做它们的垂线，交点就是圆心。（如图1、2）

2、已知入射方向和出射点的位置，做入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作中垂线，这两条垂线的交点就是圆心（如图3）

质谱仪的应用：研究物质的同位素

工作原理：S1、S2为加速电场，P1、P2之间则为速度选择器,之后进入磁场运动

Eq qvB =1 1

B E

v =

r m B q 22v v = 2qB mv

R =

R

B B E

m q 21=

回旋加速器：美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器

qB

m

r T π2π2==

v 1、 周期与半径无关

2、 高频电源的频率应等于离子做圆周

运动的频率

带电粒子在复合场中运动问题的一般解题步骤： 1、选带电粒子为研究对象 2、对带电粒子进行受力分析

3、依受力情况和初速度情况判定带电粒子的运动形式

4、分析运动过程并结合力学规律列方程或画图象，然后求解

35．（18分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距 l=1 m ，导轨平面与水平面成θ＝30°角，下端连接 “2. 5V ，0. 5W”的小电珠，匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为m=0.02 kg 、电阻不计的光滑金属棒放在两导轨上，金属棒与两导轨垂直并保持良好接触．取g ＝10 m/s2．求：

（1）金属棒沿导轨由静止刚开始下滑时的加速度大小；

（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，小电珠正常发光，求该速度的大小； （3）磁感应强度的大小．

35.（18分）如图所示装置中，区域I 和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E 和

2

E ；Ⅱ区域有垂直纸面向外的水平匀强θ

a

b θ

B