第一章 安培力与洛伦兹力 章小结-------2022-2023学年高二物理新教材基础 巩固 提升三级跳

新教材 基础 巩固 提升三级跳 第一章 安培力与洛伦兹力 章小结 基础知识 知识结构： 知识点梳理： 1.1磁场对通电导线的作用力 一、安培力的方向 1、安培力：通电导线在磁场中受的力。 2、左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 3、安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B与I所决定的平面。 二、安培力的大小 1、垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为。 2、当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，公式。 三、磁电式电流表 1、原理：安培力与电流的关系。通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。 2、构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。 3、特点：极靴与圆柱间的磁场沿半径方向，线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直。线圈平面与磁场方向平行，如图所示。 4、优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。 缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱。 1.2磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力的方向 1、洛伦兹力 (1)定义：运动电荷在磁场中所受的力。 (2)与安培力的关系：通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。 2、洛伦兹力的方向 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 二、洛伦兹力的大小 1、当v与B成角时： 2、当时， 3、当时： 三、电子束的磁偏转 1、电视显像管的构造：如图所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。 2、电视显像管的原理 (1)电子枪发射电子 (2)电子束在磁场中偏转 (3)荧光屏被电子束撞击发光 3、扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。 4、偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的。 1.3带电粒子在匀强磁场中的运动 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1、若v∥B，洛伦兹力F＝0，带电粒子以速度v做匀速直线运动。 2、若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。 （1）向心力由洛伦兹力提供，即。 （2）轨道半径：。 （3）周期：，T与速度v无关。 3、若v与B的夹角为（），带电粒子将做等螺距的螺旋线运动。 二、 带电粒子做匀速圆周运动的周期和半径 1、半径公式 当物体做匀速圆周运动时，向心力与物体速度、圆半径之间的关系式为。 洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动所需的向心力，由牛顿第二定律得。 带电粒子做匀速圆周运动的半径为。 注意：带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径与磁感应强度B、粒子质量m、电荷量q及运动速率v有关。 2、周期公式 轨道半径与周期之间的关系为， 带入半径表达式可得运动的周期。 【重难详解】 一、带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的区别 类型 项目 垂直电场线进入匀强电场（不计重力） 垂直磁感线进入匀强磁场（不计重力） 受力情况 电场力F=Eq 大小、方向不变 洛伦兹力 大小不变，方向时刻与v垂直 运动类型 类平抛运动 匀速圆周运动或圆周的一部分 运动轨迹 抛物线 圆或圆的一部分 图示轨迹 求解方法 偏移距离y和偏转角要通过类平抛运动的规律求解 偏移距离y和偏转角要结合圆的几何关系通过圆周运动的规律求解 二、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题的分析方法 1、圆心的确定 圆心一定在与速度方向垂直的直线上。圆心位置的确定通常有以下两种基本方法： （1）已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆心（如图甲所示，P为入射点，M为出射点）。 （2）已知入射方向和出射点的位置时，可以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圆心（如图乙所示，P为入射点，M为出射点）。 2、运动半径的三种常见求法 （1）根据半径公式求解。 （2）根据勾股定理求解。如图中，若已知出射点相对于入射点侧移了x，磁场的宽度为d，则有： 。 （3）根据三角函数求解。如图中，若已知出射速度方向与入射速度方向的夹角为，磁场的宽度为d，则有。 3、角度的三个关系 （1）粒子速度的偏向角等于回旋角（圆心角），并等于AB弦与切线的夹角（弦切角）的2倍，如图甲所示，即。 （2）相对的弦切角相等，与相邻的弦切角互补，即，如图甲所示。 （3