鲁科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.ppt

4.利用结论法:(1)两通电导线相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;(2)两通电导线不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。例2如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通以图示方向的电流后,线圈的运动情况是()A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动解析解法一电流元法首先将线圈分成很多小段,每一小段可看作一直线电流元,取其中上、下两小段分析,其截面图和受到的安培力情况如图所示。根据对称性可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动。只有选项A正确。解法二等效法将环形电流等效成小磁针,如图所示,根据异名磁极相吸引可知,线圈将向左运动。也可将左侧条形磁铁等效成环形电流,根据结论“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”判断出线圈向左运动,选项A正确。答案A直线边界(粒子进出磁场具有对称性)?平行边界(粒子运动存在临界条件)?专题三带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界匀强磁场中运动时的常见情形圆形边界(粒子沿径向射入,再沿径向射出)?例3如图所示,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为。已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)()解析带电粒子从距离ab为处射入磁场,且射出时与射入时速度方向的夹角为60°,运动轨迹如图,ce为射入速度所在直线,d为射出点,射出速度反向延长交ce于f点,磁场区域圆心为O,带电粒子所做圆周运动的圆心为O,则O、f、O在一条直线上,由几何关系得带电粒子所做圆周运动的轨迹半径答案B例4如图所示,△ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形,比荷为的电子以速度v0从A点沿AB边射入,欲使电子经过BC边,磁感应强度B的取值为()答案D专题四带电粒子在磁场中运动的临界极值问题例5如图所示,左右边界分别为PP、QQ的匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,沿图示方向以速度v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ射出,粒子入射速度v0的最大值是()答案C规律方法带电粒子在磁场中运动的临界极值问题的分析方法借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点,然后利用数学方法求解极值。注意:(1)刚好穿出或不穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。(2)当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速率v变化时,圆心角大的,运动时间长。专题五带电粒子在组合场或叠加场中的运动1.带电粒子在组合场中的运动要依据粒子运动过程的先后顺序和受力特点辨别清楚在电场中做什么运动,在磁场中做什么运动。(1)带电粒子在匀强电场中的运动特点:①带电粒子沿平行于电场方向进入匀强电场时,做匀变速直线运动;②带电粒子沿垂直于电场方向进入匀强电场时,做类平抛运动。(2)带电粒子在匀强磁场中的运动特点:①当带电粒子(不计重力)的速度方向与磁场方向平行时,做匀速直线运动;②当带电粒子(不计重力)的速度方向与磁场方向垂直时,做匀速圆周运动。2.带电粒子在叠加场中的运动(1)当带电粒子在叠加场中做匀速运动时,根据平衡条件列方程求解。(2)当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解。(3)当带电粒子在叠加场中做非匀变速曲线运动时,常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。例6某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后,做匀速直线运动;若仅撤除电场,则该粒子做匀速圆周运动。下列因素与完成上述两类运动无关的是()A.磁场和电场的方向B.磁场和电场的强弱C.粒子的电性和电荷量D.粒子入射时的速度解析由于带电粒子做匀速直线运动,对带电粒子进行受力分析知,电场力与磁场力平衡,qE=qvB,即,由此式可知,粒子的电性和电荷量与完成题述两类运动无关,故A、B、D错误,C正确。答案C例7如图所示为磁流体发电机原理示意图。设平行金属板间距为d,发电通道长为a、宽为b,其间有匀强磁场,磁感应强度为B,导电流体的流速为v,电阻率为ρ,负载电阻为R,导电流体从一侧沿垂直磁场且与极