习题课安培力的应用—新教材人教版高中物理选择性必修第二册课件
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人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 本章整合
ad 边射出磁场经历的时间一定小于6
定大于
6
=
5
5
1
t0,小于 T= t0;从
6
12
3
2
5
5
一定大于12T=6t0,小于 3
5
间一定等于 6
=
5
t
0。
3
=
=
1
t0;从
3
ab 边射出磁场经历的时间一
bc 边射出磁场经历的时间
4
t0;从
3
cd 边射出磁场经历的时
角度2旋转圆模型
基本思路
定
速度大
关键能力 理解能力、分析综合能力、运用数学工具解决物理问题的能力
教材衔接
思维方法
人教版选择性必修第二册第12页第3题问题情境和分析方法相
同
分析带电粒子在有界磁场中的运动问题,根据题给条件确定圆
心位置,利用几何知识求半径是解题的关键
2.(2023北京卷)2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大
2(1-cos)
lST=
。
R= ,则 lPS=2Rcos
2cos
2
θ= ,lPT=2R= ,所以
角度3平移圆模型
基本思路
平移
圆
速度大小一定,方
向一定,但入射点 粒子源发射速度大小、方向一定,入射点不同但在
在同一直线上
同一直线上的带电粒子进入匀强磁场时,它们做匀
102
。
试题情境 生活实践情境
必备知识 安培力的大小和方向
关键能力 理解能力、情境想象和推理能力
教材衔接
思维方法
人教版选择性必修第二册第7页第3题也考查了安培力的实际应
新教材 人教版高中物理选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 精品教学课件
【解析】选D。当P中通以方向向外的电流时,由安培定则可判断出长直导线P产 生的磁场在ab处沿纸面向下,在cd处沿纸面向上,由左手定则可判断出ab所受的 安培力方向垂直纸面向外,cd所受的安培力方向垂直纸面向里,从上往下看,导线 框将逆时针转动,D正确。
I 2
,导体
棒MN受到的安培力大小F=ILB、方向竖直向上。ML、LN两导体棒受到安培力的
合力大小为 I LB=0.5F,方向竖直向上。线框LMN受到的安培力的大小为
2
F+0.5F=1.5F,方向竖直向上,故选B。
【素养训练】
1.如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁
感应强度为B,AB与CD相距为d,则棒MN所受安培力大小
(1)电路中电流强度I是多大? (2)金属棒MN受到的安培力F是多大? (3)金属棒MN的质量m是多少?
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知: I= E A6=5 A;
R r 0.8 0.4
(2)根据安培力公式可知安培力大小为: F=BIL=1.0×5×0.20 N=1 N,平行斜面向上; (3)由于金属棒处于静止状态,则根据平衡条件得到: mgsin30°=BIL,则整理可以得到:m=0.2 kg。 答案:(1)5 A (2)1 N (3)0.2 kg
一 安培力的方向、大小 1.安培力的方向: (1)左手定则:
(2)安培力F的方向特点:F⊥I,F⊥B,即F垂直于B和I所决定的平面。 (3)当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定 的平面,所以仍可用左手定则来判断安培力的方向,只是磁感线不再垂直穿过手 心,而是斜穿过手心。
为( )
A.F=BId
B.F=BIdsinθ
C.F=BIdcosθ
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力 (2)
左手定则知,阴极射线将向下偏转,故B选项正确。
二、洛伦兹力的大小
1.安培力与洛伦兹力的关系
电荷定向移动时所受洛伦兹力的
矢量和
,在宏观上表现为通电导线
在磁场中受到的安培力。
2.电荷在磁场中受到洛伦兹力需要满足的条件
只有电荷的运动方向与磁场方向有一定 夹角
时才会受到洛伦兹力。
3.洛伦兹力的计算公式
F= qvBsin θ ,其中q为电荷的电荷量,单位为库仑(C);v为电荷运动的速度,
(2)运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的磁感应强度一定为零。
(
答案 ×
解析 若运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则可能是电荷的运动方向
与磁场的方向平行,也可能是磁感应强度为零。
)
(3)两运动电荷在同一磁场中运动的速度大小相同,所受洛伦兹力不一定相
同。(
答案 √
)
即学即用练一练
下列说法正确的是(
图(2)
图(3)
获取信息
由左手定则判断方向
v与B垂直
v与B的夹角为30°
v与B平行
考题点睛
考点考向 点睛
规律:洛伦兹力计算公式的应用
方法:找准速度方向和磁场方向的关系,应用公式计算洛伦兹力
洛伦兹力
的大小
的大小
易错:速度方向与磁场方向不垂直时需对速度或磁感应强度进
行分解
针对训练2
一初速度为零的质子,质量m=1.67×10-27 kg,电荷量q=1.6×10-19 C,经过电
单位为米每秒(m/s);B为磁场的磁感应强度,单位为特斯拉(T);θ为电荷运动
的方向与磁感应强度方向的夹角。
夹角大小影响洛伦兹力大小
易错辨析判一判
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 带电粒子在有界匀强磁场中的运动
由洛伦兹力提供向心力得
2
Bqv=m ,即
(n=1,2,3,…),
v= =Bk·(n=1,2,3,…)。
知识归纳
带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由于多种因素的影响,使问题
形成多解。多解形成的原因一般包含四个方面:
类型
带电粒
子电性
不确定
分析
图例
受洛伦兹力作用的带电粒子,可能
示),此时轨道的圆心为O'点,由平面几何知识得
2
2
R =d +
2
1
- ,得
2
质子在磁场中有
所以
5
R= d
4
0 2
ev0B=
0
5
0
40
R= ,即 d= ,B1=
4
1
5
B 较大时,质子从 N 点射出,此时质子运动了半个圆周,轨道半径
1
0
所以 d= ,即
4
2
因而形成多解
图例
应用体验
典例2 (2021华中师大一附中模拟)如图甲所示,M、N为竖直放置彼此平
行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O'正对,在两板间
有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群
正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为m、电
荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周
针对训练1
真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场
方向如图所示,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电
荷量为+q的粒子沿着与MN夹角为θ=30°的方向垂直射
2
Bqv=m ,即
(n=1,2,3,…),
v= =Bk·(n=1,2,3,…)。
知识归纳
带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由于多种因素的影响,使问题
形成多解。多解形成的原因一般包含四个方面:
类型
带电粒
子电性
不确定
分析
图例
受洛伦兹力作用的带电粒子,可能
示),此时轨道的圆心为O'点,由平面几何知识得
2
2
R =d +
2
1
- ,得
2
质子在磁场中有
所以
5
R= d
4
0 2
ev0B=
0
5
0
40
R= ,即 d= ,B1=
4
1
5
B 较大时,质子从 N 点射出,此时质子运动了半个圆周,轨道半径
1
0
所以 d= ,即
4
2
因而形成多解
图例
应用体验
典例2 (2021华中师大一附中模拟)如图甲所示,M、N为竖直放置彼此平
行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O'正对,在两板间
有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群
正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为m、电
荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周
针对训练1
真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场
方向如图所示,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电
荷量为+q的粒子沿着与MN夹角为θ=30°的方向垂直射
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 (3)
正电子速度小于负电子速度,选项 B 错误。洛伦兹力是矢量,洛伦兹
力方向时刻发生变化,洛伦兹力方向不同,正、负电子所受洛伦兹力
不相同,选项 C 错误。正、负电子在磁场中做圆周运动的周期
T=
=
,半径
r= ,而正、负电子在气泡室中运动时,轨迹半径
减小,则它们的动能减小、周期不变,选项 D 正确。
示,由几何知识可得r+rcos θ=l,
则
r=+,又
Bqv= ,所以
v=
=
。
(+)
规律方法
处理带电粒子在磁场中的运动问题时按“三”步进行。
(1)圆轨迹:即确定圆心,画出轨迹并通过几何方法求半径。
(2)找联系:轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系,偏转角
系:φ<180°,φ=2α;
φ>180°,φ=360°2α
带电粒子进入匀强磁场时,速度方向v与匀强磁场方向成一夹
角θ(θ≠90°),带电粒子将会怎样运动?
提示:带电粒子的运动分解为:①在垂直于匀强磁场的平面内,
以速度大小v⊥=vsin θ做匀速圆周运动;②在平行于磁场方向,
以速度v∥=vcos θ做匀速直线运动。
确定
利用平面
几何知识
求半径
左图中,R=或
由 R2=l2+(R-d)2 求
+
得 R=
研究项目
运动时间
的确定
基本思路
利用轨迹
对应圆心
角 θ 或轨迹
长度 l 求时
间
①t= ·T
②t=
力方向时刻发生变化,洛伦兹力方向不同,正、负电子所受洛伦兹力
不相同,选项 C 错误。正、负电子在磁场中做圆周运动的周期
T=
=
,半径
r= ,而正、负电子在气泡室中运动时,轨迹半径
减小,则它们的动能减小、周期不变,选项 D 正确。
示,由几何知识可得r+rcos θ=l,
则
r=+,又
Bqv= ,所以
v=
=
。
(+)
规律方法
处理带电粒子在磁场中的运动问题时按“三”步进行。
(1)圆轨迹:即确定圆心,画出轨迹并通过几何方法求半径。
(2)找联系:轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系,偏转角
系:φ<180°,φ=2α;
φ>180°,φ=360°2α
带电粒子进入匀强磁场时,速度方向v与匀强磁场方向成一夹
角θ(θ≠90°),带电粒子将会怎样运动?
提示:带电粒子的运动分解为:①在垂直于匀强磁场的平面内,
以速度大小v⊥=vsin θ做匀速圆周运动;②在平行于磁场方向,
以速度v∥=vcos θ做匀速直线运动。
确定
利用平面
几何知识
求半径
左图中,R=或
由 R2=l2+(R-d)2 求
+
得 R=
研究项目
运动时间
的确定
基本思路
利用轨迹
对应圆心
角 θ 或轨迹
长度 l 求时
间
①t= ·T
②t=
【课件】安培力的计算+课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
2
3
＝lsin 60°，故整个通电导线受到的安培力的大小为 F＝BIL＝BI·lsin 60°＝0.08×25×1× N
2
＝ 3 N，B 正确．
例7
如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而
成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂
直，线框顶点M、N与直流电源两端相接．已知导体棒
MN受到的安培力大小为F，则整个线框LMN受到的安培
例6
将长1 m的导线ac从中点b折成如图3所示的形状，放于B＝0.08 T的匀
强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入I＝25 A的电流，
则整个导线所受安培力的大小为(
3
A.
N
2
B. 3 N
C．1 N
B
)
D．2 N
l
解析 由题意知导线 ac 在磁场内的有效长度等于线段 ac 的长度，由几何知识 L＝2· sin 60°
例3
B与I的位置关系判断
长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方
向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度均为B，对于下
列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是( A )
分解L
与
磁
场
平
行
的
分
量
1
2
分解B
1
2
与磁场垂直的分量
投影L
m/s2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)通过导体棒的电流大小；
(2)匀强磁场磁感应强度的大小；
(3)匀强磁场的方向可以在竖直平面内任意
改变，欲使导体棒始终保持静止，求其磁
3
＝lsin 60°，故整个通电导线受到的安培力的大小为 F＝BIL＝BI·lsin 60°＝0.08×25×1× N
2
＝ 3 N，B 正确．
例7
如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而
成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂
直，线框顶点M、N与直流电源两端相接．已知导体棒
MN受到的安培力大小为F，则整个线框LMN受到的安培
例6
将长1 m的导线ac从中点b折成如图3所示的形状，放于B＝0.08 T的匀
强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入I＝25 A的电流，
则整个导线所受安培力的大小为(
3
A.
N
2
B. 3 N
C．1 N
B
)
D．2 N
l
解析 由题意知导线 ac 在磁场内的有效长度等于线段 ac 的长度，由几何知识 L＝2· sin 60°
例3
B与I的位置关系判断
长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方
向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度均为B，对于下
列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是( A )
分解L
与
磁
场
平
行
的
分
量
1
2
分解B
1
2
与磁场垂直的分量
投影L
m/s2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)通过导体棒的电流大小；
(2)匀强磁场磁感应强度的大小；
(3)匀强磁场的方向可以在竖直平面内任意
改变，欲使导体棒始终保持静止，求其磁
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 (2)
半径
R= ,周期
2π
T= ,因为两粒子速率相同,代入
Tp∶Tα=1∶2,故选项 A 正确。
q、m,可得 Rp∶Rα=1∶2,
重难探究•能力素养全提升
探究
带电粒子在匀强磁场中的运动
情境探究
如图所示,可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。
(1)不加磁场时,电子束的运动轨迹如何?加上磁场时,电子束的运动轨迹如
易错辨析判一判
(1)带电粒子在磁场中一定做匀速圆周运动。(
)
答案 ×
解析 当粒子平行射入匀强磁场中时,粒子做匀速直线运动。
(2)洛伦兹力既改变了速度的方向,也改变了速度的大小。(
)
答案 ×
解析 洛伦兹力与速度垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(3)带电粒子在磁场中运动时一定会受到洛伦兹力的作用。(
关。(
)
答案 ×
解析 根据半径公式
r= 可知,半径与粒子的质量和速度有关。
即学即用练一练
质子 p(11 H)和 α 粒子(42 He)以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,
轨道半径分别为Rp和Rα,周期分别为Tp和Tα,则下列选项正确的是(
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
粒子经过磁场偏转后在N点垂直穿过x轴 圆心在x轴上
选项A
根据左手定则判断
选项C、D
根据几何关系求解
由洛伦兹力提供向心力列方程求
选项B
解
考题点睛
考点考向
点睛
模型:匀速圆周运动
规律:洛伦兹力提供向心力
带电粒子在匀强磁场中的运动
方法:定圆心,画轨迹,求半径
易错:轨迹画不出来,找不到几何关系
R= ,周期
2π
T= ,因为两粒子速率相同,代入
Tp∶Tα=1∶2,故选项 A 正确。
q、m,可得 Rp∶Rα=1∶2,
重难探究•能力素养全提升
探究
带电粒子在匀强磁场中的运动
情境探究
如图所示,可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。
(1)不加磁场时,电子束的运动轨迹如何?加上磁场时,电子束的运动轨迹如
易错辨析判一判
(1)带电粒子在磁场中一定做匀速圆周运动。(
)
答案 ×
解析 当粒子平行射入匀强磁场中时,粒子做匀速直线运动。
(2)洛伦兹力既改变了速度的方向,也改变了速度的大小。(
)
答案 ×
解析 洛伦兹力与速度垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(3)带电粒子在磁场中运动时一定会受到洛伦兹力的作用。(
关。(
)
答案 ×
解析 根据半径公式
r= 可知,半径与粒子的质量和速度有关。
即学即用练一练
质子 p(11 H)和 α 粒子(42 He)以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,
轨道半径分别为Rp和Rα,周期分别为Tp和Tα,则下列选项正确的是(
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
粒子经过磁场偏转后在N点垂直穿过x轴 圆心在x轴上
选项A
根据左手定则判断
选项C、D
根据几何关系求解
由洛伦兹力提供向心力列方程求
选项B
解
考题点睛
考点考向
点睛
模型:匀速圆周运动
规律:洛伦兹力提供向心力
带电粒子在匀强磁场中的运动
方法:定圆心,画轨迹,求半径
易错:轨迹画不出来,找不到几何关系
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：第一章 习题课 安培力的应用(课后习题)【含答案及解析】
第一章安培力与洛伦兹力习题课:安培力的应用课后篇素养形成必备知识基础练1.固定导线c垂直纸面,可动导线ab通以如图方向的电流,用测力计悬挂在导线c的上方,导线c中通电时,以下判断正确的是()A.导线a端转向纸外,同时测力计读数减小B.导线a端转向纸外,同时测力计读数增大C.导线a端转向纸里,同时测力计读数减小D.导线a端转向纸里,同时测力计读数增大c产生的磁场在右边平行纸面斜向左上,在左边平行纸面斜向左下,在ab左右两边各取一电流元,根据左手定则,左边的电流元所受的安培力方向向外,右边的电流元所受安培力方向向内,知ab 导线逆时针方向(从上向下看)转动。
当ab导线转过90°时,两电流为同向电流,相互吸引,测力计的读数变大。
故B正确,A、C、D错误。
2.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看()A.圆环顺时针转动,靠近磁铁B.圆环顺时针转动,远离磁铁C.圆环逆时针转动,靠近磁铁D.圆环逆时针转动,远离磁铁,N极在内,S极在外,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可得C项正确。
3.如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图所示。
当圆盘高速绕中心轴OO'转动时,通电直导线所受磁场力的方向是()A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外,形成逆时针方向的电流,由安培定则得圆盘转动产生的磁场垂直分量的方向竖直向上,再由左手定则判断得通电直导线所受磁场力方向水平向里。
4.根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮,其原理如图所示,把待发炮弹(导体)放置在匀强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电流,使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动,并以某一速度发射出去,现要提高电磁炮的发射速度,你认为下列方案在理论上可行的是()A.减小电流I的值B.增大磁感应强度B的值C.减小磁感应强度B的值D.改变磁感应强度B的方向,使之与炮弹前进方向平行mv2,又知F=BIl,故,根据动能定理得Fs=12mv2,其中B为磁感应强度,I为电流,l为平行导轨宽度,s为导轨长度,要增大v,则需要增大I或BIls=12B,A、C错误,B正确;若改变磁感应强度B的方向,使之与炮弹前进方向平行,则安培力为零,D错误。
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 1 磁场对通电导线的作用力 (3)
则 mgsin 60°=BIlcos 60°,
解得
°
B=
=
.×× √
×
(2)对导轨的压力大小为
T=1.73 T。
FN'=FN=°
=
.×
N=6 N。
不积跬步，无以至千里；
不积小流，无以成江海！
提示:导线框的有效长度为零,导线框所受安培力为零,导线框
不动。
典例剖析
【例2】如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为B、方向
垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中lAB=lBC=lCD=lDE=l,且
∠C=120°、∠B=∠D=150°。现给这根导线通入由A至E的恒定
电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为(
答案:D
解析:匀强磁场应该是一系列平行的磁感线,方向相同,该磁场
明显不是匀强磁场,故选项A错误。穿过该线圈的磁通量为零,
故选项B错误。a导线电流向外,磁场向右,根据左手定则,安培
力向上,故选项C错误。b导线始终与磁感线垂直,故受到的安
培力大小一直为IlB,故选项D正确。
5.如图所示,在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一
学以致用
2
场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd
的长度均为l,且∠abc=∠bcd=135°。流经导线的电流为I,方向
如图中箭头所示。导线abcd受到的磁场的作用力的合力
(
)
A.方向竖直向上,大小为(√+1)BIl
手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指
向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中
所受安培力的方向,如图所示。
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第一章 安培力与洛伦兹力 1 磁场对通电导线的作用力
磁电式电流表的结构
A.为了使电流表表盘的刻度均匀，极靴与圆柱间的磁场为 匀强磁场 B.线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线垂直 C.线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所 以线圈不受安培力
√D.线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也越
大，线圈偏转的角度也越大
[解析] 极靴与圆柱间的磁场是均匀辐向分布的，并不是匀 强磁场，这样可保证线圈转动过程中各个位置的磁感应强 度大小不变，从而使电流表表盘刻度均匀，A错误；磁场 是均匀辐向分布的，不管线圈转到什么位置，它的平面都 跟磁感线平行，B错误；线圈平面跟磁感线平行，但导线 中电流的方向与磁场方向垂直，所以线圈受到安培力作用， C错误；线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形 变也越大，线圈偏转的角度也越大，D正确。
对点演练1 [2023江苏高二期中]赤道上一带有尖顶的建筑物如图所示，
高耸的尖顶实质是避雷针，当带有负电荷的乌云经过避雷针上方时，
避雷针开始放电形成瞬时电流，乌云所带负电荷通过避雷针流入大地。
则地磁场对避雷针的作用力的方向为( B )
A.正东
B.正西
C.正南
D.正北
[解析] 乌云所带负电荷通过避雷针流入大地，则避雷针中的电流方向自下而上，赤道
A
对点演练4 [2022江苏苏州期中]中学实验室使用的电流表 是磁电式电流表，内部结构示意图如图所示，其最基本的 组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，两磁极间装 有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱（软铁），极靴与圆 柱间有磁场区。当电流通过线圈时，线圈左、右两边导线 所受安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动， 从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。下列说法正 确的是( )
不积跬步，无以至千里； 不积小流，无以成江海！
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 1 磁场对通电导线的作用力 (2)
一、安培力的方向
1.安培力
通电导线在磁场中受的力称为安培力。
2.影响因素
安培力的方向与 磁场 方向、 电流 方向有关。
3.左手定则
用左手定则判断安培力的方向:伸开 左 手,使拇指与其余四指 垂直
并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向
电流 的方向,这时 拇指 所指的方向就是通电导线在磁场中所受
在之处的磁感应强度的大小都相等,从而使刻度盘刻度均匀。
灵敏度高
4.磁电式电流表的优点是
,可以测出很弱的电流;缺点
是
线圈的导线很细
,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。
如果要用它测量较大的电流,就要根据在必修第三册中学到的方法扩大其
量程。
易错辨析判一判
(1)磁电式电流表的线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线垂直。
(2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直,所以磁场方向可能与四指方向成
某一夹角,此时要对磁场方向进行分解,但四指一定要指向电流方向。
针对训练1
将长度为l、通有电流为I的导线放入一个匀强磁场中,电流方向与磁场方
向如图所示,已知磁感应强度为B,下列各图中,导线所受安培力的方向如何?
答案 垂直纸面向外;垂直于导线斜向左上方;垂直于导线斜向左上方;水平
的平面与匀强磁场垂直。
要点提示 (1)当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时,可以把它分解成
与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥,B⊥=Bsin θ,B∥=Bcos θ。其
中B∥不产生安培力,导线受到的安培力只由B⊥产生,所以一般情况下的安
培力的表达式为F=IlBsin θ,θ为磁感应强度方向与电流方向的夹角。
这样的磁场,可使线圈转动时,它的两个边所经过位置的磁场强弱都相同,
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 习题课 带电粒子在复合场中的运动
子受到的静电力FE=eE,方向向上。若没有磁场,电子束将向上偏转,为了使
电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的。
根据左手定则分析得出,B的方向垂直于纸面向里。
(2)电子受到的洛伦兹力为FB=evB,它的大小与电子速度大小v有关,只有那
些速度大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子,才可沿直线KA通过
求:(1)带电粒子进入磁场的速度大小。
(2)带电粒子第二次经过x轴上的N点距坐标原点
的距离。
(3)粒子从M点运动到N点经历的时间。
要点提示 (1)根据动能定理
1
qEl= mv2,v=
2
2
。
(2)粒子第一次经过 x 轴上的坐标原点,第二次经过 x 轴上的点距原点的距
离是粒子在磁场中做圆周运动的直径,所以有
略重力的带电体。一般情况下带电粒子的重力可以忽略,有些
题目中需要比较重力大小的影响,当重力与静电力、洛伦兹力
相比很小时可以忽略重力
方法:受力分析,看合力方向与速度方向的关系,选择合适的公式
列方程求解
易错:有洛伦兹力存在的直线运动一定是匀速直线运动,合力为
0,运动过程中重力势能和电势能可能变化
规律总结
大小不一。当电子通过方向互相垂直的均匀
电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线
前进,并通过小孔S。设产生匀强电场的平行板
间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直纸面的匀强
磁场的磁感应强度为0.06 T,问:
(1)磁场的指向向里还是向外?
(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?
要点提示 (1)由题图可知,平行板产生的电场强度E方向向下,带负电的电
T。
审题突破
电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的。
根据左手定则分析得出,B的方向垂直于纸面向里。
(2)电子受到的洛伦兹力为FB=evB,它的大小与电子速度大小v有关,只有那
些速度大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子,才可沿直线KA通过
求:(1)带电粒子进入磁场的速度大小。
(2)带电粒子第二次经过x轴上的N点距坐标原点
的距离。
(3)粒子从M点运动到N点经历的时间。
要点提示 (1)根据动能定理
1
qEl= mv2,v=
2
2
。
(2)粒子第一次经过 x 轴上的坐标原点,第二次经过 x 轴上的点距原点的距
离是粒子在磁场中做圆周运动的直径,所以有
略重力的带电体。一般情况下带电粒子的重力可以忽略,有些
题目中需要比较重力大小的影响,当重力与静电力、洛伦兹力
相比很小时可以忽略重力
方法:受力分析,看合力方向与速度方向的关系,选择合适的公式
列方程求解
易错:有洛伦兹力存在的直线运动一定是匀速直线运动,合力为
0,运动过程中重力势能和电势能可能变化
规律总结
大小不一。当电子通过方向互相垂直的均匀
电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线
前进,并通过小孔S。设产生匀强电场的平行板
间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直纸面的匀强
磁场的磁感应强度为0.06 T,问:
(1)磁场的指向向里还是向外?
(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?
要点提示 (1)由题图可知,平行板产生的电场强度E方向向下,带负电的电
T。
审题突破
2021年新教材高中物理微型专题安培力的综合应用课件 人教版选择性2
答案：B
题型 4 利用结论法 (1)两电流相互平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥； (2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋 势．
[例 4] 一个可以自由运动的线圈 L1 和一个水平固定的线圈 L2 互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈 中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈 L1 将( )
答案：A
要点二 安培力作用下导体的平衡 安培力作用下平衡问题的分析思路 以静止状态为例． (1)将立体图转化为平面图． 安培力作用下的平衡问题，题目给出的一般是立体图，如果把 受的力直接画在导体棒上，则较为抽象，不利于问题的求解，一般 把抽象的立体图转换为直观的平面图，常见情境如下．
立体图
平面图
(2)将题中的角度、电流方向、磁场方向标在图上，根据左手定 则准确判断安培力的方向．
答案：D
练 3 (多选)质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 θ 的导轨上， 导轨宽度为 d，杆 ab 与导轨间的动摩擦因数为 μ，有电流时，ab 恰 好在导轨上静止，如图所示，四个侧视图中标示出了四种可能的匀 强磁场方向，其中杆 ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的是( )
解析：根据左手定则可知，A 中安培力方向水平向右，摩擦力 可能为零，B 中安培力竖直向上，摩擦力可能为零，A、B 正确；C 中安培力竖直向下，一定受到摩擦力才能平衡，D 中安培力水平向 左，一定受摩擦力作用，故 C、D 错误．
解析：(1)由于电流的方向与磁场的方向垂直，则电磁弹射车所 受安培力 F 安＝BId＝10×4.5×103×2 N＝9.0×104 N，即电磁弹射 系统使舰载机增加了 9.0×104 N 的动力．
(2)无电磁弹射装置时发动机的推力以及外界的阻力对舰载机
题型 4 利用结论法 (1)两电流相互平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥； (2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋 势．
[例 4] 一个可以自由运动的线圈 L1 和一个水平固定的线圈 L2 互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈 中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈 L1 将( )
答案：A
要点二 安培力作用下导体的平衡 安培力作用下平衡问题的分析思路 以静止状态为例． (1)将立体图转化为平面图． 安培力作用下的平衡问题，题目给出的一般是立体图，如果把 受的力直接画在导体棒上，则较为抽象，不利于问题的求解，一般 把抽象的立体图转换为直观的平面图，常见情境如下．
立体图
平面图
(2)将题中的角度、电流方向、磁场方向标在图上，根据左手定 则准确判断安培力的方向．
答案：D
练 3 (多选)质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 θ 的导轨上， 导轨宽度为 d，杆 ab 与导轨间的动摩擦因数为 μ，有电流时，ab 恰 好在导轨上静止，如图所示，四个侧视图中标示出了四种可能的匀 强磁场方向，其中杆 ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的是( )
解析：根据左手定则可知，A 中安培力方向水平向右，摩擦力 可能为零，B 中安培力竖直向上，摩擦力可能为零，A、B 正确；C 中安培力竖直向下，一定受到摩擦力才能平衡，D 中安培力水平向 左，一定受摩擦力作用，故 C、D 错误．
解析：(1)由于电流的方向与磁场的方向垂直，则电磁弹射车所 受安培力 F 安＝BId＝10×4.5×103×2 N＝9.0×104 N，即电磁弹射 系统使舰载机增加了 9.0×104 N 的动力．
(2)无电磁弹射装置时发动机的推力以及外界的阻力对舰载机
物理人教版(2024)选择性必修第二册1.1磁场对通电导线的作用力 课件(共26张ppt)
的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是( C )
A．静止不动 B．向纸外平动 C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动
解析：此题可以采用电流元法，也可采用等效法。 解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线 圈等效成小磁针后，左端是 S 极，右端是 N 极，异名磁极相吸 引，线圈向左运动。 解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析， 根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向 左运动。 答案：A
硬铁被外在磁场磁化后, 可以保留较大的磁性。 而软铁去掉外部磁场后 就没有多少磁动。
评 磁电式电流表的应用
M安 nBIS
M 弹 k
线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大， 当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。
因果关系
电流是因 磁场是果
电流和磁场都是因 安培力是果
检例1. 将长度为 20 cm、通有 0.1 A 电流的直导线放入一匀强磁场
中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为 1 T。试求 出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
B I
0
B I
0.02 N 水平向右
BI
30 °
0.02 N 垂直导线斜向左上方
第一章 安培力与洛伦兹力
导 1、磁体间相互作用通过什么实现？
2、用什么来描述磁场？ 3、谁发现了电流的磁效应？ 4、通电导线周围磁场用什么方法判断？ 5、通电导线在磁场中能否受力？
磁体
磁体
通电导线
通电导线 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
思 阅读教材2-3页 1、如何确定通电导线所受安培力的方向？ 2、安培力与磁场、电流的方向有什么关系？ 3、尝试判断下面通电导线所受安培力的方向？
A．静止不动 B．向纸外平动 C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动
解析：此题可以采用电流元法，也可采用等效法。 解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线 圈等效成小磁针后，左端是 S 极，右端是 N 极，异名磁极相吸 引，线圈向左运动。 解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析， 根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向 左运动。 答案：A
硬铁被外在磁场磁化后, 可以保留较大的磁性。 而软铁去掉外部磁场后 就没有多少磁动。
评 磁电式电流表的应用
M安 nBIS
M 弹 k
线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大， 当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。
因果关系
电流是因 磁场是果
电流和磁场都是因 安培力是果
检例1. 将长度为 20 cm、通有 0.1 A 电流的直导线放入一匀强磁场
中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为 1 T。试求 出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
B I
0
B I
0.02 N 水平向右
BI
30 °
0.02 N 垂直导线斜向左上方
第一章 安培力与洛伦兹力
导 1、磁体间相互作用通过什么实现？
2、用什么来描述磁场？ 3、谁发现了电流的磁效应？ 4、通电导线周围磁场用什么方法判断？ 5、通电导线在磁场中能否受力？
磁体
磁体
通电导线
通电导线 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
思 阅读教材2-3页 1、如何确定通电导线所受安培力的方向？ 2、安培力与磁场、电流的方向有什么关系？ 3、尝试判断下面通电导线所受安培力的方向？