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

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1、課時課時21通電導線和運動電荷在磁場中受到的力通電導線和運動電荷在磁場中受到的力考點1考點2考點3考點4考點1安培力及其方向1.安培力:通電導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,又與導線垂直,即F垂直于B和I決定的平面。2.兩平行的通電導線的作用:同向電流相互吸引,反向電流相互排斥?？键c1考點2考點3考點4典例典例1法拉第電動機原理如圖所示。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。電源負極與金屬桿上端相連,與電源正極連接的導線插入水銀中。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選項正確。 答案解析關(guān)閉D考點1考點2考點3考點4典例典例2(2017浙江4月學考)如圖所示,兩平行直導線cd和ef豎直放置,通以方向相反大小相等的電流,a、b兩點位于兩導線所在的平面內(nèi)。則()A.b點的磁感應(yīng)強度為零B.ef導線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里C.cd導線受到的安培力方向向右D.同時改變兩導線的電流方向,cd導線受到的

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A錯誤;ef導線在a處的磁場垂直紙面向外,所以選項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線相互排斥,所以選項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D正確。 答案解析關(guān)閉D考點1考點2考點3考點4考點2安培力的大小當磁場和電流垂直時,安培力最大F=ILB;當磁場和電流平行時,安培力最小F=0。其中L是指“有效長度”,對通電直導線是導線在磁場中的那段長度;對彎曲導線,當導線所在平面與磁場方向垂直,且磁場為勻強磁場時,L等于彎曲導線兩端點連接直線的長度,如圖

4、所示,相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端。考點1考點2考點3考點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的通電導線,放在磁感應(yīng)強度為0.5 T的勻強磁場中,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 當通電導線與磁場垂直時,導線所受的磁場力最大,Fmax=BIL=0.520.2 N=0.2 N。當導線與磁場平行時,導線所受磁場力最小為零。則導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1考點2考點3考點4考點3洛倫茲力及其大小1.洛倫茲力:磁場對運動電荷的作用力。2.洛倫茲力大

5、小:當vB時,F=qvB;當vB時,F=0?？键c1考點2考點3考點4典例典例4如圖所示,將兩根長直導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,連線上a、b兩點關(guān)于O點對稱,導線通有大小相等、方向相反的電流I,已知通電長直導線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B=k,式中k是常數(shù)、I是導線中的電流、r為點到導線的距離,一帶正電的小球(圖中未畫出)以初速度v0從a點出發(fā)沿M、N連線運動到b點,關(guān)于上述過程,下列說法正確的是()A.小球先做加速運動后做減速運動B.小球一直做勻速直線運動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點到b點,小球一直做勻速直線運動,A錯誤,B正確;由于從a至b合磁感應(yīng)強度先減小后增大,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1考點2考點3考點4考點4洛倫茲力方向的判定左手定則:磁感線垂直穿入掌心,四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向,拇指指向洛倫茲力的方向。在相同條件下,負電荷受力的方向與正電

7、荷受力的方向相反。考點1考點2考點3考點41.洛倫茲力的方向與電荷運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動電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面。2.因為洛倫茲力始終與電荷運動方向垂直,所以洛倫茲力對運動電荷不做功。3.洛倫茲力與靜電力的比較:考點1考點2考點3考點4考點1考點2考點3考點4典例典例5如圖所示為電視機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。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,則所加偏轉(zhuǎn)磁場的方向為 ()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1考點2考點3考點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.若小球帶負電荷,小球會落在更遠的b點D.若小球帶正電荷,小球會落在更遠的b點 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