暑假作业01 安培力和洛伦兹力-【暑假分层作业】2024年高二物理暑假培优练（人教版2019选择性必修第二册）

限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 作业01 安培力和洛伦兹力 一、重要内容 1.左手定则（安培力方向的判断） 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；让磁感线从掌心垂直进入，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。 2.安培力的大小 安培力的大小：F＝BIl·sin θ 说明　①θ为B与I方向的夹角 当θ＝0°时，即B∥I，F＝0 当θ＝90°时，即B⊥I，F＝BIl ②表达式F＝BIlsin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度l等于连接两端点直线段的长度(如图虚线所示)；相应的电流沿导线由始端流向末端。 3.左手定则（洛伦兹力方向的判断） 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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时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。 说明：①对于负电荷，四指指向电荷运动的反方向。 ②洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向所决定的平面。 F、B、v三个量的方向关系是：F⊥B，F⊥v，但B与v不一定垂直，如图甲、乙所示。 ③洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。 4.洛伦兹力的大小 F＝qvBsin θ 当v⊥B，F＝qvB，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大。 当v∥B，F＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。 当v与B成θ角时，F＝qvBsin θ。 二、重要方法 1. 解决安培力作用下的平衡问题与解决一般物体平衡方法类似，只是多出一个安培力。一般解题步骤为： 2.带电体在磁场中运动受洛伦兹力时的动态分析 带电体在匀强磁场中速度变化时洛伦兹力的大小往往随之变化，并进一步导致弹力、摩擦力的变化，带电体将在变力作用下做变加速运动。利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化时要注意弹力为零的临界状态，此状态是摩擦力发生改变的转折点。 一、单选题 1．如图所示，导线A、B、C通以大小、方向均相同的恒定电流，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。若A对C的安培力大小为，则C受到的安培力合力（    ） A．大小为，方向与AB连线平行 B．大小为，方向与AB连线垂直 C．大小为，方向与AB连线平行 D．大小为，方向与AB连线垂直 2．如图甲所示，直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，且P固定于水平轴正下方，两组绳长也相同，其截面图如图乙所示。导线Р通以垂直纸面向里的电流，导线Q电流方向未知，平衡时两组绝缘轻绳之间的夹角为θ。已知Q的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．图乙中导线Q中电流方向垂直纸面向里 B．导线P、Q间的安培力大小为 C．当导线Р中电流突然消失的瞬间，导线Q受到两绳的拉力大小之和为 D．仅使导线Р中电流缓慢增大且θ不超过90°，导线Q对悬线的拉力大小保持不变 3．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁体和铁芯间的磁场辐向均匀分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则（　　） A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将沿顺时针方向转动 D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB 4．太阳风（含有大量高能质子与电子）射向地球时，地磁场会改变这些带电粒子的运动方向，从而使很多粒子到达不了地面，另一小部分粒子则可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光．赤道上空P处的磁感应强度方向由南指向北，假设太阳风中的一电子以一定的速度竖直向下运动穿过P处的地磁场，如图所示．则该电子受到的洛伦兹力方向为（　　） A．向东 B．向南 C．向西 D．向北 5．如图所示，物块a带正电，表面都涂有绝缘层的物块b不带电，两物块叠放在光滑水平地面上，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉物块b，两物块一起无相对滑动地沿地面加速向左运动，下列说法正确的是（　　） A．物块a受到的摩擦力变小 B．物块b受到的摩擦力变大 C．物块b对地面的压力变大 D．地面对物块b的支持力变小 6．图（a）中，在x轴上关于原点对称的位置固定两个等量异种点电荷。图（b）中，在x轴上关于原点对称的位置固定两根垂直于该平面的长直平行导线，两根导线中电流大小相同、方向相反。现电子以一定的初速度分别从两图中的O点垂直平面向里运动，则关于两幅图中电子在原点O受力的说法正确的是（    ） A．图（a）中，电子受电场力方向沿x轴正向 B．图（a）中，电子受电场力方向沿y轴正向 C．图（b）中，电子受洛仑兹力方向沿x轴正向 D．图（b）中，电