第一章 安培力与洛伦兹力 章末素养提升 课件-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦第1章章末素养提升，核心涵盖安培力、洛伦兹力的概念、公式及方向判定，延伸至速度选择器、质谱仪等应用，通过梳理物理观念形成知识脉络，为学生构建从基础概念到实际应用的学习支架。 其亮点在于以物理观念为统领，结合科学思维中的微元法、等效法，通过导体棒安培力比较、霍尔元件分析等实例，强化知识应用。融入科学态度与责任教育，如强调回旋加速器对探究未知的意义，助力学生提升物理观念和科学思维，教师可借此高效开展章末复习与素养提升。

章末素养提升 第 1 章 素养再现 物理观念 安培力 (1)概念：磁场对_________的作用力 (2)大小：F=BIl·sin θ，θ为B与I的夹角，l为有效长度 (3)方向：总垂直于B和I决定的平面，用_________判定 (4)应用：电动机、电流计等 洛伦兹力 (1)概念：磁场对_________的作用力；洛伦兹力是安培力的微观表现 (2)大小：f=qvBsin θ，θ为B与v的夹角 (3)方向：总垂直于B与v决定的平面，用_________判定 (4)特点：永远不做功 通电导线 左手定则 运动电荷 左手定则 物理观念 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 洛伦兹力 的应用 速度选择器：qE=qvB，v=(不能选择粒子的电性、电量) 质谱仪：=，m=x2 回旋加速器：最大速度v=___，最大动能Ekm=______，加速次数n= 磁流体发电机：Eq=qvB，U=_____ 电磁流量计：qvB=·q，Q=Sv=_____ Edv 科学思维 1.微元法；2.等效法；3.结论法 科学探究 1.能分析物理现象，提出针对性问题 2.能调研电磁技术中关于安培力与洛伦兹力的应用 科学态度 与责任 1.认识回旋加速器和质谱仪对人类探究未知领域的重要性 2.认识磁技术应用对人类生活的影响 提能训练 例1 　如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c(均不考虑其电阻)，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于竖直向下的匀强磁场中，在接通电源后，三根导体棒中有等大的电流通过，则三根导体棒受到的安培力大小关系为 A.Fa>Fb>Fc B.Fa=Fb=Fc C.Fb<Fa<Fc D.Fa>Fb=Fc √ 设a、b两棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d。由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b、c三棒所受安培力的大小分别为Fa=BILa，Fb=BILb=BId，Fc=BId；因为La>d，则Fa>Fb=Fc，D正确。 例2 　(多选)(2024·福州市高二期末)共享电动单车大大方便了市民出行，骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则 A.霍尔元件下表面电势高于上表面 B.霍尔元件下表面电势低于上表面 C.从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D.提速过程，洛伦兹力对运动电子做正功 √ √ 霍尔元件工作时载流子为电子，由左手定则可知电子所受洛伦兹力指向上表面，所以霍尔元件下表面电势高于上表面，故A正确，B错误； 设霍尔元件上、下表面的距离为d，可得evB=e，解得UH=Bdv。 依题意vm∝UH∝Bdv， 从题图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，则穿过霍尔元件的磁场增强，vm增大，故C正确； 磁场对电子的洛伦兹力在任何情况下都不做功，故D错误。 例3 　(多选)(2024·莆田第八中学高二期中)如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为-q(q>0)的带电粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是 A.粒子可能从B点射出 B.若粒子从C点射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为L C.若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D.若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 √ √ 带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误； 粒子从C点射出，如图(a)所示， 根据几何关系可得 =(R1-sin 60°)2+(L-cos 60°)2， 解得R1=L 则粒子轨迹对应的圆心角为60°，粒子在磁场中运动的时间为 t=T=×=，故B、C正确； 由qvB0=m，可知R=， 若粒子从AB边射出， 则粒子的速度越大，轨迹半径越大， 如图(b)所示，粒子从AB边射出时的圆心角相同， 根据T=可知粒子在磁场中运动的周期相等， 则其在磁场中运动的时间相同，故D错误。 例4 　(多选)(2025·漳州市第三中学高二检测)如图所示，在y轴的右方有一磁感应强度大小为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的下方第四象限有一方向平行x轴向左的匀强电场。现有一质量为m、带电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，并从y轴上的A点垂直y轴进入第一象限，而后从x轴上的P处以与x轴正方向夹角为60°的方向进入第四象限，最后到达y轴上的Q点(图中未画出)。已知电场的电场强 度大小E=B，不考虑粒子受到的重力，则 A.A点的坐标为(0，) B.A点的坐标为(0，) C.粒子到达Q点时的速度为 D.粒子到达Q点时的速度为 √ √ 粒子通过加速电场加速有Uq=m 解得v0= 如图所示，过P点作速度方向的垂线交y轴于点O' 则cos 60°= 同时有=Bqv0 解得r== 综上可得OA=r=，A正确，B错误； 由以上分析可知 OP=rsin 60°= 由动能定理可知 Eq·OP=m-m 解得v1=，C正确，D错误。 例5 　(2024·泉州市高二期末)如图所示，在xOy平面内有一边界为圆形POD(P为圆心，D为圆弧上一点，且PD与x轴平行)，方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，区域半径R=0.2 m，圆心P处有一粒子源，粒子源可以 在图示第Ⅰ象限90°范围内向各个方向均匀射出质量为m=6.4×10-27 kg、带电荷量q=+3.2×10-19 C、速度为1.0×106 m/s的粒子，不考虑粒子间的相互作用。 (1)若沿y轴负方向射入的粒子，刚好从PD的中点(图中未画出)垂直射出磁场，求磁感应强度B的大小及该粒子在磁场中运动的时间； 答案　0.4 T　×10-7 s 依题意，沿y轴负方向射入的粒子，刚好从PD的中点垂直射出磁场，则粒子在磁场中的运动轨迹为一个半圆， 由几何关系可得，粒子在磁场中运动的轨迹半径为r1=R， 又qvB=m，联立得磁感应强度B=0.4 T， 粒子在磁场中运动的时间为t==，代入数据得t=×10-7 s (2)若要所有粒子都不能打到x轴上，磁感应强度B的最小值为多少？ 答案　 T 若要所有粒子都不能打到x轴上，只要沿y轴负方向飞入磁场中的粒子不打在x轴上，则其他粒子也将不能打在x轴上，由几何知识可知，当沿y轴负方向飞入磁场中的粒子飞出磁场区域时的速度方向沿+x方向时，磁感应强度有最小值， 由几何关系有r2=R，又qvBmin=m，可得Bmin= T (3)若B=0.1 T，则能打到x轴上的粒子占比为多少？ 答案　33.3% 若B=0.1 T，可得粒子在磁场中运动的半径为r3==R=0.2 m 设从磁场中飞出时粒子速度方向与+x方向恰好平行的粒子，从P点飞出时速度方向与PD的夹角为θ， 则由几何知识可得R2=(r3sin θ)2+(r3-r3cos θ)2，得θ=60°， 则能打到x轴上的粒子占比为η=×100%=33.3%。 本课结束 第 1 章 $