高中物理第6章磁场对电流和运动电荷的作用第3节洛伦兹力的应用课件鲁科版选修3-1

(a)
(b)
【答案】 BC
2．如图 6－7 所示，PN 和 MQ 两板平行且板间存在垂 直纸面向里的匀强磁场，两板间距离及 PN 和 MQ 长均为 d， 一带正电的质子从 PN 板的正中间 O 点以速度 v0 垂直射入磁 场，为使质子能射出两板间，试求磁感应强度 B 的大小。已 知质子带电荷量为 e，质量为 m。
②刚好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。
（3）当速度 v 一定时，弧长越长，轨道对应的圆心角越 大，带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。
（2012·山东日照一中高二检测）如图 6－6 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
图 6－7
【解析】 由左手定则确定，质子向上偏转，所以质 子能射出两板间的条件是：B 较弱时，质子从 M 点射出（如 图所示），此时轨道的圆心为 O′点，由平面几何知识得
R2＝d2＋(R－12d)2得R＝54d 质子在磁场中有ev0B＝mRv20
所以R＝meBv0，即54d＝meBv10，B1＝45mdve 0 B较强时，质子从N点射出，此时质子运动了半个圆
周，轨道半径R′＝
d 4
.所以
1 4
d＝
mv0 eB2
，即B2＝
4mv0 de
，综合上
述两种情况，B的大小为45mdve0≤B≤4mdev0.
【答案】
45mdve0≤B≤4mdev0
谢谢
2．安培力与以前各章节知识均能综合到一起，其分析和 求解问题的方法与力学问题的分析方法相同，只不过在受力 分析时再加上安培力即可。
如图 6－1 所示，在与水平方向成 60°角的光滑 金属导轨间连一电源，在相距 1 m 的平行导轨上放一重为 3 N 的金属棒 ab，棒上通过 3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这 时棒恰好静止，求：

正比，与
电荷量
和磁感应强度成反比，而
与 轨道半径 和运动速率无关．
2．思考判断 (1)带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径，与粒子 的质量和速度无关．(×) (2)运动电荷进入磁场后(无其他场)可能做匀速圆周运 动，不可能做类平抛运动．(√) (3)运动电荷进入磁场后(无其他场)可能做匀加速直线运 动，不可能做匀速直线运动．(×) 3．探究交流 洛伦兹力的特点和作用效果是什么？
又要用到数学中的几何知识，所以综合性较强．
1．求解此类问题的关键：一“画”：画好草图，确定 带电粒子在磁场中的运动轨迹为圆周或圆弧；二“找”：利 用几何知识找出圆心；三“确定”：确定圆周运动的半 径．然后再根据公式qvB＝mrv2列式求解．
2．分析方法 (1)画轨迹．根据题意分析带电粒子在磁场中的受力情 况，确定它在磁场中的运动轨迹是圆还是一段圆弧，根据粒 子入射、出射磁场时的方向，粗略画出粒子在磁场中的运动 轨迹． (2)找圆心．在画出粒子在磁场中的运动轨迹的基础 上，找出圆心的位置，圆心一定在与速度方向垂直的直线 上，找圆心通常有两个方法：①已知入射方向和出射方向 时，过入射点和出射点分别作入射方向和出射方向的垂线， 其交点就是圆心，如图6－3－3(a)．②已知入射方向和出射 点位置时，利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心．通 过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中 垂线．这两条垂线的交点就是偏转圆弧的圆心，如图(b)．
电压，所以交变电压的周期也与粒子的速率、半径无关，由
带电粒子的比荷和磁场的磁感应强度决定．
3．带电粒子的最终能量：由r＝
mv qB
得，当带电粒子的
运动半径最大时，其速度也最大，若D形盒半径为R，则带 电粒子的最终动能Em＝q22Bm2R2.

× D. F=BILsinθ
解析 A图中，导线不和磁场垂直(chuízhí)，故将导线投影到垂直(chuízhí)
磁场方向F=上BIL，cosθ方向垂直纸面向外
F
B
B图中，导线和磁场方向垂直
F=BIL
C图中导线和磁场方向垂直 D图中导线和磁场方向垂直
F=BIL
F=BIL
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课堂讲义
【例 3】（2009 年全国卷Ⅰ）如图，一段导
课堂(kètáng)讲义
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁 场所决定的平面，所以(suǒyǐ)仍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．
特别(tèbié)提醒 F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直．
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课堂(kètáng)讲 义
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课堂(kètáng)讲义
【针对训练】如图 6－1－7 所示，在倾 F
FN
FN
角为 α 的光滑斜面上，放置一根长为 L，
B
质量为 m，通过电流为 I 的导线，若使导
线静止，应该在斜面上施加匀强磁场 B 的大小和方向为( AC )
B
mg
A．B＝mgsIiLn
α
，方向垂直于斜面向下
FN
F
mg
FN
B．B＝mgsIiLn
α
，方向垂直于斜面向上
F
B
C．B＝mgtIaLn
α
，方向竖直向下
D．B＝mgsIiLn
α
，方向水平向右
mg
F mg
B
显然(xAiǎC中n中ráFn＝F)，＝m只mgsg有intaAnαCα，可，能

练一练
下图中表示通电直导线在磁场中的受力情 况，请标出电流方向或磁场力方向。
F
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
探究一 安培力的大小
猜看：
通电导线所受到的安培力与什么因素有关？
1.磁场强弱程度 2.电流的大小 3.通电导线长度 4.磁场与电流间的夹角
磁场的方向
电流的方向
控制变量法
探究二 安培力的方向
探究二 安培力的方向
伸开左手
磁感线从手心穿入
四指是电流方向
大姆指是安培力的方向
探究二 安培力的方向
探究二 安培力的方向
讨论一下 磁场的方向、电流的方向和安培力
的方向之间的关系？
F⊥B， F⊥I，即F垂直于B和I所在的平面 （B和I可以有任意夹角）
我们把磁场对放于其 中的通电的导线有力的 作用，这个力叫安培 力．
安培
（1775～1836年 ）
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/62021/9/6Monday, September 06, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 7:05:04 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/62021/9/62021/9/6Sep-216-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/62021/9/62021/9/6Monday, September 06, 2021