浙江省高考物理三輪沖刺 第十章 磁場 課時21 通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷在磁場中受到的力課件

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1、課時課時21通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷在磁場中受到的力通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷在磁場中受到的力考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)1安培力及其方向1.安培力:通電導(dǎo)線在磁場中受到的力。2.安培力的方向可用左手定則判定:伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(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。1.安培力既與磁場方向垂直,又與導(dǎo)線垂直,即F垂直于B和I決定的平面。2.兩平行的通電導(dǎo)線的作用:同向電流相互吸引,反向電流相互排斥?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例1法拉第電動機(jī)原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心,N極向上。一

2、根金屬桿斜插在水銀中,桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負(fù)極與金屬桿上端相連,與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。從上往下看,金屬桿()A.向左擺動B.向右擺動C.順時針轉(zhuǎn)動D.逆時針轉(zhuǎn)動 答案解析解析關(guān)閉從上往下看,根據(jù)左手定則,金屬桿受力向里,故D選項(xiàng)正確。 答案解析關(guān)閉D考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例2(2017浙江4月學(xué)考)如圖所示,兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置,通以方向相反大小相等的電流,a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。則()A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右D.同時改變兩導(dǎo)線的電流方向,cd導(dǎo)線受到的

3、安培力方向不變 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)右手定則可知導(dǎo)線cd和ef在b處的兩分磁場方向均為垂直紙面向外,所以選項(xiàng)A錯誤;ef導(dǎo)線在a處的磁場垂直紙面向外,所以選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)左手定則可判斷,通有電流方向相反的兩根導(dǎo)線相互排斥,所以選項(xiàng)C錯誤;不管電流方向如何,只要電流方向相反,就互相排斥,選項(xiàng)D正確。 答案解析關(guān)閉D考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)2安培力的大小當(dāng)磁場和電流垂直時,安培力最大F=ILB;當(dāng)磁場和電流平行時,安培力最小F=0。其中L是指“有效長度”,對通電直導(dǎo)線是導(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,L等于彎曲導(dǎo)線兩端點(diǎn)連接直線的長度,如圖

4、所示,相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例3(2016浙江麗水模擬)一根長為0.2 m的電流為2 A的通電導(dǎo)線,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場中,受到的安培力大小不可能的是()A.0.4 NB.0.2 NC.0.1 ND.0 答案解析解析關(guān)閉 當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時,導(dǎo)線所受的磁場力最大,Fmax=BIL=0.520.2 N=0.2 N。當(dāng)導(dǎo)線與磁場平行時,導(dǎo)線所受磁場力最小為零。則導(dǎo)線所受磁場力的范圍為00.2 N,故B、C、D可能,A不可能。 答案解析關(guān)閉A考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)3洛倫茲力及其大小1.洛倫茲力:磁場對運(yùn)動電荷的作用力。2.洛倫茲力大

5、小:當(dāng)vB時,F=qvB;當(dāng)vB時,F=0?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例4如圖所示,將兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中,O為M、N連線中點(diǎn),連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱,導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流I,已知通電長直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=k,式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中的電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離,一帶正電的小球(圖中未畫出)以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿M、N連線運(yùn)動到b點(diǎn),關(guān)于上述過程,下列說法正確的是()A.小球先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動B.小球一直做勻速直線運(yùn)動C.小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D.小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?答案解析解析關(guān)閉由安培定則和磁場疊

6、加原理可以判斷出在M、N連線上的磁場方向平行桌面向里,所以小球所受洛倫茲力的方向垂直桌面向上。對小球受力分析,受重力、桌面支持力、洛倫茲力3個力作用,小球沿桌面方向不受力,故從a點(diǎn)到b點(diǎn),小球一直做勻速直線運(yùn)動,A錯誤,B正確;由于從a至b合磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大,則小球所受洛倫茲力先減小后增大,桌面對小球的支持力先增大后減小,由作用力與反作用力的關(guān)系知小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小,C、D都錯誤。 答案解析關(guān)閉B考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)4洛倫茲力方向的判定左手定則:磁感線垂直穿入掌心,四指指向正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向,拇指指向洛倫茲力的方向。在相同條件下,負(fù)電荷受力的方向與正電

7、荷受力的方向相反?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)41.洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動的方向和磁場方向都垂直,即洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面。2.因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K與電荷運(yùn)動方向垂直,所以洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功。3.洛倫茲力與靜電力的比較:考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例5如圖所示為電視機(jī)顯像管的原理示意圖,沒有磁場時,從電子槍射出的電子束打在熒光屏正中點(diǎn)。若加上偏轉(zhuǎn)磁場(由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生)后,電子束在豎直方向上偏離中心打在熒光屏的A點(diǎn),則所加偏轉(zhuǎn)磁場的方向?yàn)?()A.水平向右B.水平向左C.垂直紙面向里D.垂直紙面向外 答案 答案關(guān)閉D考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4典例典例6如圖所示,在赤道處,將一小球向東水平拋出,落地點(diǎn)為a;給小球帶上電荷后,仍以原來的速度拋出,考慮地磁場的影響,下列說法正確的是()A.無論小球帶何種電荷,小球仍會落在a點(diǎn)B.無論小球帶何種電荷,小球下落時間都會延長C.若小球帶負(fù)電荷,小球會落在更遠(yuǎn)的b點(diǎn)D.若小球帶正電荷,小球會落在更遠(yuǎn)的b點(diǎn) 答案解析解析關(guān)閉 地磁場在赤道上空水平由南向北,從南向北觀察,如果小球帶正電荷,則洛倫茲力斜向右上方,該洛倫茲力在豎直向上和水平向右方向均有分力,因此,小球落地時間會變長,水平位移會變大;同理,若小球帶負(fù)電,則小球落地時間會變短,水平位移會變小,故D正確。 答案解析關(guān)閉D