专题03 安培力与洛伦兹力【考点串讲】-2023-2024学年高二物理下学期期中考点大串讲（人教版）

高二下册物理半期复习·人教版 教师：xx老师 专题03 安培力与洛伦兹力 知识清单 考点01 安培力的理解与分析 考点02 磁场的叠加 考点03 导体棒的运动趋势判断 考点04 安培力作用下导体棒的运动 考点05 洛伦兹力的理解 考点06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 考点07 带电粒子在磁场中的临界、多解和极值问题 1．应用安培力公式F＝BIL时要注意 （1）B与I垂直。 （2）B与I平行时，F＝0。 （3）L是有效长度。 曲导线的有效长度L等于连接两端点线段的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端。 2．方向：根据左手定则判断。 考点01 安培力的分析与计算 考点01 安培力的分析与计算 【例1】（23-24高二上·河北石家庄·期中）空间中有沿y轴正向的匀强磁场，一通电直导线与x轴平行放置时受到的安培力为F。若将该导线做成圆环如图放置在xOy坐标平面内，并保持通过的电流不变，则圆环受到的安培力大小为（    ） 考点02 磁场的叠加 1．磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解． 2. 磁场叠加问题的一般解题思路 （1）确定磁场场源，如通电导线． （2）定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场． （3）应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场． 考点02 磁场的叠加 【例2】（23-24高二上·山东济南·期中）如图所示，在磁感应强度大小为BO的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l，在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（　　） 考点02 磁场的叠加 考点03 导体棒运动趋势判断 1．判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路 (1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况。 (2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况。 (3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。 考点03 导体棒运动趋势判断 2．常用判断方法 【例3】（多选）如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为FN1。现在磁铁左上方位置固定一导体棒，在导体棒中通以垂直纸面向外的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为FN2，同时出现其他变化，则以下说法正确的是（　　） A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短C．FN1>FN2 D．FN1<FN2 考点03 导体棒运动趋势判断 AD 考点04 导安培力作用下导体棒的平衡 通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如下图所示。 【例4】如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是(　　) A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小 考点04 导安培力作用下导体棒的平衡 考点04 导安培力作用下导体棒的平衡 考点05 洛伦兹力及其理解 1．洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力叫做洛伦兹力． 2．洛伦兹力的方向 （1）判定方法 左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心； 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向； 拇指——指向洛伦兹力的方向． （2）方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面(注意：洛伦兹力不做功)． 3．洛伦兹力的大小 （1）v∥B时，洛伦兹力F＝0.(θ＝0°或180°) （2）v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB.(θ＝90°) （3）v＝0时，洛伦兹力F＝0. 考点05 洛伦兹力及其理解 4．洛伦兹力与电场力的比较 1．带电粒子在匀强磁场中圆周运动分析 (1)圆心的确定方法 方法一：若已知粒子轨迹上的两点的速度方向，则可根据洛伦兹力F⊥v，分别确定两点处洛伦兹力F的方向，其交点即为圆心，如图(a)； 考点06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 方法二：若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向，则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦)的中垂线，中垂线与垂线的交点即为圆心，如图(b)。 考点06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 考点06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 2．带电粒子在不同边