第1章 安培力与洛伦兹力 章末总结-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

导与练 章末总结 知识整合构建网络 安培力与洛伦兹力 磁场对电流的安培力 磁场对运动电荷的洛伦兹力 F=IB f-quB 方向：左手定则 通电导体在复合场 带电粒子在匀强磁场 带电粒子在组合场、 应用：显像管、质 中的平衡、运动 中的匀速圆周运动 叠加场中的运动 谱仪、回旋加速器 9B-1w2 qB T=2nm gB 专题研析拓展提升 专题一有关安培力问题的分析与计算 [例1]如图所示，电源电动势E=2V,内阻r=0.52,竖直导轨宽L=0.2m,导 轨电阻不计。另有一质量m=0.1kg,电阻R=0.52的金属棒，它与导轨间的 动摩擦因数μ=0.4，靠在导轨的外面。为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角 为30°且与金属棒垂直指向纸里的匀强磁场（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g取10m/s2)。求： (1)此磁场的方向： 解析：(1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出左视图，并对棒b 受力分析如图甲、乙所示。经分析可知磁场的方向斜向下指向纸里，即磁场 方向与纸面夹角为30°且斜向下指向纸里。 30° 30° N mg 甲 乙 答案：(1)与纸面夹角为30°且斜向下指向纸里 [例1]如图所示，电源电动势E=2V,内阻r=0.52,竖直导轨宽L=0.2m,导 轨电阻不计。另有一质量=0.1kg,电阻R=0.52的金属棒，它与导轨间的 动摩擦因数μ=0.4，靠在导轨的外面。为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角 为30°且与金属棒垂直指向纸里的匀强磁场（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g取10m/s2)。求： (2)磁感应强度B的取值范围。 解析：(2)如图甲所示，当金属棒有向下滑动的趋势时，所受静摩擦力向上为f,则 Fsin30°+f-mg=0, F=ILB1,f=μNeμFcos30°，I= 联立各式并代入数值得B≈3.9 当金属棒有向上滑动的趋势时，所受静摩擦力向下为「'，如图乙所示，则 F′sin30°-f′-mg=0, f′=μN'=μF′cos30°，F′=ILB2,I=一 E 可解得B2≈16.3T, mg R+r 甲 所以若保持金属棒不滑动，磁感应强度应满足3.0T≤B≤16.3T。 答案：(2)3.0T≤B≤16.3T Q规律总结 安培力既可以使通电导体静止、运动或转动，又可以对通电导体做功，因此有 关安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问题一样，先取研究对象 进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题中条件由牛顿运动定律 或动能定理等规律列式求解。具体求解应从以下几个方面着手分析： (1)安培力的大小。 ①当通电导体和磁场方向垂直时，=I1B。 ②当通电导体和磁场方向平行时，=0。 ③当通电导体和磁场方向的夹角为0时，F=I1Bsin0。 (2)安培力的方向。 ①安培力的方向由左手定则确定。 ②F⊥B,同时F⊥I,即F垂直于B和I所决定的平面，但I和B不一定垂直。 (3)安培力作用下导体的状态分析。 通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态，也可能处于运动状态。对导体 进行正确的受力分析，是解决该问题的关键。