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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014-12-19,#,单击此处编辑母版标题样式,第二课时磁场力的性质,6,安培力,(1),安培力：磁场对电流的作用力通常称为安培力。,(2),安培力的大小：,F,BIL,sin,_,，,为通电导线与磁场方向的夹角。,90,时，,F,BIL,，当导线与磁场平行时，,F,0,，即导线不受安培力。,(3),安培力的方向,安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。,通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用,左手定则,来判定：,伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。,7,洛伦兹力,(1),概念：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做洛伦兹力。,(2),洛伦兹力的方向,洛伦兹力方向的判断,左手定则,。,伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。,运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力，方向跟正电荷受的力相反。在用左手定则判断时，若四指指向是负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向,。,8,洛伦兹力的大小,(1),洛伦兹力公式：,F,qvB,。,公式中各量的单位：,F,为,N,，,q,为,C,，,v,为,m/s,，,B,为,T,。,(2),适用条件,电荷的运动方向与磁场方向垂直，即,v,B,。,若,v,与,B,方向成某一角度,时，洛伦兹力的公式为：,F,qvB,sin,。,说明：,角为电荷运动方向和磁场方向的夹角。,90,时,F,qvB,；,0,时,F,0,。,因为,B,为矢量，,B,sin,为,B,在垂直于,v,方向上的分量；,B,cos,为,B,沿,v,方向上的分量。,因为,v,为矢量：,F,qvB,sin,可写成,F,qBv,sin,。,v,sin,理解为,v,在垂直于,B,方向上的分量。,(3),洛伦兹力的特点,(1),运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力。,(2),洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关。,(3),洛伦兹力对运动电荷不做功，不会改变电荷运动的,速率,。,洛伦兹力的方向垂直于,v,和,B,组成的平面，即洛伦兹力垂直于速度方向，因此，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。,9,带电粒子在匀强磁场中的运动,(1),带电粒子的运动方向与磁场方向平行,当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，粒子不受洛伦兹力。所以，此时粒子做匀速直线运动。,一、典型例题分析,【例,1,】,(2014,年湖南学业水平考试真题,),甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子,(,重力及粒子之间的相互作用力不计,),，分别以速度,v,甲,和,v,乙,垂直磁场方向射入匀强磁场中，且,v,甲,v,乙,(,下列各图中的,v,表示粒子射入磁场的方向,),，则甲、乙两个粒子的运动轨迹正确的是,(,),【答案】,A,【解析】根据左手定则和轨道半径公式即可判断,。,【例,2,】,(2013,年湖南学业水平考试真题,),如图所示，两金属导轨平行放置，处于同一水平面内，匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨间接有电源。现垂直于导轨固定一电阻为,r,的金属棒,MN,，金属棒与导轨接触良好。接通电源后,(,),A,金属棒受到向左的安培力作用,B,金属棒受到向右的安培力作用,C,若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力将减小,D,若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力大小,不变,【答案】,A,【解析】由左手定则和,F,BIL,可知选,A,。,【例,3,】下列各力中，一定不能对物体做功的是,(,),A,库仑力,B,万有引力,C,摩擦力,D,洛伦兹力,【答案】,D,【解析】洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功,。,【例,4,】下列说法正确的是,(,),A,利用恒定的电场可以使带电粒子加速，也可以使带电粒子偏转,B,利用恒定的电场可以使带电粒子加速，不可以使带电粒子偏转,C,利用恒定的磁场可以使带电粒子加速，也可以使带电粒子偏转,D,利用恒定的磁场可以使带电粒子加速，不可以使带电粒子,偏转,【答案】,A,【解析】电场可以使粒子加速、偏转；磁场不能使粒子加速，因为洛伦兹力不做功。,【例,5,】如图，没有磁场时，电视显像管中的水平向右运动的电子束打在荧光屏正中的,O,点，为使电子束在竖直方向向上偏转打在,A,点，则管颈处偏转线圈所提供的磁场方向应是,(,),A.,竖直,向上,B.,水平,向右,C,垂直纸面向里,D,垂直纸面向,外,【答案】,D,【解析】根据左手定则可判断偏转线圈所提供的磁场方向应是垂直纸面向外,。,【例,6,】长度为,L,的通电导体棒，水平放在光滑绝缘斜面上，整个装置处在如图所示的匀强磁扬中，在以下四种情况下，导体棒可能静止在斜面上的是,(,),【答案】,A,【解析】根据磁场方向及导体棒中的电流方向，再由左手定则，我们可以判断出,A,中的导体棒受到沿斜面向上的安培力，这个安培力与斜面对导体棒的支持力与重力能够平衡，故导体棒可能静止，,A,正确；,B,中安培力的方向水平向左，故导体棒不可能在斜面上平衡；,C,中的安培力沿斜面向下，故导体棒也不可能平衡；,D,中的安培力竖直向下，导体棒也不可能平衡，故,B,、,C,、,D,都是不对的。,【例,7,】,(2014,年湖南学业水平考试真题,),如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距,L,0.4 m,，上面有一金属棒,PQ,垂直导轨放置，并处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小,B,0.5 T,，与导轨相连的电源电动势,E,4.5 V,，内阻,r,1.0,，电阻,R,8.0,，电阻不计。闭合开关,S,后，金属棒仍然静止不动。求：,(1),闭合回路中电流的大小；,(2),金属棒,PQ,所受安培力的大小和方向；,(3),金属棒,PQ,所受静摩擦力的大小。,【例,8,】,(2013,年湖南学业水平考试真题,),如图所示，平行板电容器两极板间电压为,U,，两板正对着开有小孔,S,1,、,S,2,、,S,2,，右侧存在一上下无界、宽度为,d,的磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场右边界与电容器极板平行，整个装置处于真空中。现在从,S,1,处引入一个初速度为零、质量为,m,，电荷量为,e,，的电子，电子经电场加速后从,S,2,孔进入磁场，且刚好未能从磁场右边界射出，不计电子重力。求：,(1),电子从,S,2,孔进入磁场时的速度大小,v,；,(2),磁场的磁感应强度的大小,B,。,二、重点关注,对于安培力的大小和方向的确定，带电粒子在磁场中的运动的半径和周期的计算，复习中要重点注意，对于通电导线之间的相互作用的一些简单实例也要求掌握。对于磁场具体实例的应用，复习中也要了解,。,（强化训练见,word,文档）,
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