浙江省高中物理學(xué)業(yè)水平復(fù)習(xí)：第九章-課時(shí)2-磁場對通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷的作用課件

1、課時(shí)2磁場對通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷的作用課時(shí)2磁場對通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷的作用內(nèi)容與要求內(nèi)容要求1.通電導(dǎo)線在磁場中受到的力c2.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力c內(nèi)容與要求內(nèi)容要求1.通電導(dǎo)線在磁場中受到的力c2.運(yùn)動(dòng)電荷考點(diǎn)1安培力及其方向考點(diǎn)與典例1.安培力:通電導(dǎo)線在磁場中受到的力稱為安培力。2.安培力方向可用左手定則判定:伸開左手,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)線在磁場中所受安培力的方向。3.安培力的方向特點(diǎn):FB,FI,即F垂直于B和I決定的平面。(注意:B和I可以有任意夾角)考點(diǎn)1安培力及其方向考點(diǎn)

2、與典例1.安培力:通電導(dǎo)線在磁場中典例1 (2018浙江11月學(xué)考)電流天平是一種測量磁場力的裝置,如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈和,線圈固定,線圈置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無電流通過時(shí),天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是()A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí),兩線圈電流方向相同B.當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí),兩線圈電流方向相同C.線圈對線圈的作用力大于線圈對線圈的作用力D.線圈對線圈的作用力與托盤對線圈的作用力是一對相互作用力典例1 (2018浙江11月學(xué)考)電流天平是一種測量磁解析:裝置的構(gòu)造模型為兩個(gè)線圈和一個(gè)杠桿,當(dāng)線圈中通有同向電流時(shí)互相吸引,天平示數(shù)為負(fù),故A正確;當(dāng)通有異向電流時(shí)互相排斥,天平示數(shù)為

3、正,故B錯(cuò)誤;線圈對線圈的作用力和線圈對線圈的作用力是一對相互作用力,大小相等,方向相反,故C錯(cuò)誤;線圈對線圈的作用力與托盤對線圈的作用力都作用在同一物體上,不是一對相互作用力,故D錯(cuò)誤。答案:A解析:裝置的構(gòu)造模型為兩個(gè)線圈和一個(gè)杠桿,當(dāng)線圈中通有同向電對點(diǎn)自測1:如圖,一導(dǎo)體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒受到的安培力方向( )A.向上 B.向下 C.向左 D.向右解析:導(dǎo)體棒ab上的電流方向?yàn)閍b,根據(jù)安培定則,U形鐵芯的上臂為S極,下臂為N極,兩臂之間的磁場方向豎直向上,則由左手定則可判知,導(dǎo)體棒受到的安培力方向向右。D對點(diǎn)自測1:如圖,一導(dǎo)體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂

4、之間。開關(guān)考點(diǎn)2安培力的大小1.磁場和電流垂直時(shí),安培力的大小F=ILB。2.磁場和電流平行時(shí),安培力的大小F=0。說明公式F=ILB中的L是指“有效長度”,對通電直導(dǎo)線,是垂直放入磁場的導(dǎo)線在磁場中的那段長度;對彎曲導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線所在平面與磁場方向垂直,且磁場為勻強(qiáng)磁場時(shí),L等于彎曲導(dǎo)線兩端點(diǎn)連接線段的長度,如圖所示,相應(yīng)的電流方向沿線段由始端流向末端?？键c(diǎn)2安培力的大小1.磁場和電流垂直時(shí),安培力的大小F=I典例2 為了降低潛艇噪音可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。如圖為直線通道推進(jìn)器示意圖。推進(jìn)器前后表面導(dǎo)電,上下表面絕緣,規(guī)格為:abc= 0.5 m0.4 m0.3 m。空間內(nèi)存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生

5、的勻強(qiáng)磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10.0 T,方向豎直向下,若在推進(jìn)器前后方向通以電流I=1.0103 A,方向如圖。則下列判斷正確的是()A.推進(jìn)器對潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力,大小為4.0103 NB.推進(jìn)器對潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力,大小為4.0103 NC.推進(jìn)器對潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力,大小為3.0103 ND.推進(jìn)器對潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力,大小為3.0103 N典例2 為了降低潛艇噪音可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。如圖為直解析:磁場方向向下,電流方向向里,依據(jù)左手定則,則安培力方向向左,根據(jù)安培力公式F=BIL=10.01.01030.4 N=4.0103 N,綜上所述,故A正確,B,C,D錯(cuò)誤。答案

6、:A解析:磁場方向向下,電流方向向里,依據(jù)左手定則,則安培力方向?qū)c(diǎn)自測2:(2019浙江6月學(xué)考)如圖所示,金屬細(xì)桿垂直放置于間距為L的水平平行金屬導(dǎo)軌上,并處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。已知電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r,金屬細(xì)桿連入電路的電阻值為R,其他電阻均不計(jì)。則閉合開關(guān)瞬間:對點(diǎn)自測2:(2019浙江6月學(xué)考)如圖所示,金屬細(xì)桿垂直(1)細(xì)桿所受安培力水平向左還是水平向右?(2)電路中電流I多大?(3)細(xì)桿所受安培力F多大?解析:(1)由左手定則可知,安培力的方向水平向右。(1)細(xì)桿所受安培力水平向左還是水平向右?解析:(1)由左手考點(diǎn)3洛倫茲力1.洛倫茲力:運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中

7、受到的力。2.洛倫茲力的方向(1)判定方法左手定則:伸開左手,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,并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。(2)方向特點(diǎn):一定是FB,Fv,即F垂直于B和v決定的平面。(注意:B和v可以有任意夾角)3.洛倫茲力的大小:與磁感應(yīng)強(qiáng)度B,運(yùn)動(dòng)電荷所帶電荷量q和運(yùn)動(dòng)速度v有關(guān)。考點(diǎn)3洛倫茲力1.洛倫茲力:運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力。說明(1)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí),洛倫茲力的方向也隨之變化。(2)當(dāng)B與v方向平行時(shí),運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力為0。(3)洛倫茲力與靜電力的比較洛倫茲力靜

8、電力性質(zhì)磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用電場對電荷的作用產(chǎn)生條件v0且v不與B平行E0大小與B,q,v有關(guān)F=qE方向一定是FB,Fv+q與E相同,-q與E相反說明(1)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí),洛倫茲力的方向也隨之變化做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負(fù)功,也可能不做功作用效果只改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向,不改變速度大小既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小,也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向做功任何情況下都不做功可能做正功、負(fù)功,也可能不做功作用只改典例3 關(guān)于洛倫茲力,下列說法中正確的是()A.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),一定受到洛倫茲力的作用B.帶電粒子在磁場中某點(diǎn)所受的洛倫茲力為零,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C.當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場平行時(shí),電荷不受洛倫茲力D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場垂直時(shí),電荷不受洛倫茲力解析:當(dāng)粒子平行磁場方向在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),粒子不受洛倫茲力作用,選項(xiàng)C正確。答案:C典例3 關(guān)于洛倫茲力,下列說法中正確的是()解析:當(dāng)粒對點(diǎn)自測3:(2019浙江6月學(xué)考)下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中所受洛倫茲力的方