專題03安培力與洛倫茲力高二物理下學期期中考點大串講（人教版）

高二下冊物理半期復習·人教版教師：xx老師專題03安培力與洛倫茲力知識清單考點01安培力的理解與分析考點02磁場的疊加考點03導體棒的運動趨勢判斷考點04安培力作用下導體棒的運動考點05洛倫茲力的理解考點06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動考點07帶電粒子在磁場中的臨界、多解和極值問題1．應用安培力公式F＝BIL時要注意（1）B與I垂直。（2）B與I平行時，F(xiàn)＝0。（3）L是有效長度。曲導線的有效長度L等于連接兩端點線段的長度(如圖所示)；相應的電流沿L由始端流向末端。2．方向：根據(jù)左手定則判斷?？键c01安培力的分析與計算考點01安培力的分析與計算

考點02磁場的疊加1．磁場的疊加磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解．2.

磁場疊加問題的一般解題思路（1）確定磁場場源，如通電導線．（2）定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產生的磁場的大小和方向．如圖所示為M、N在c點產生的磁場．（3）應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場．考點02磁場的疊加【例2】（23-24高二上·山東濟南·期中）如圖所示，在磁感應強度大小為BO的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l，在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為（）考點02磁場的疊加考點03導體棒運動趨勢判斷1．判定通電導體在安培力作用下的運動或運動趨勢的思路(1)首先必須弄清楚導體所在位置的磁場分布情況。(2)然后利用左手定則準確判定導體的受力情況。(3)進而確定導體的運動方向或運動趨勢的方向。考點03導體棒運動趨勢判斷2．常用判斷方法【例3】（多選）如圖所示，在光滑水平面上一輕質彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來處于靜止狀態(tài)，此時磁鐵對水平面的壓力為FN1?，F(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導體棒，在導體棒中通以垂直紙面向外的電流瞬間，磁鐵對水平面的壓力變?yōu)镕N2，同時出現(xiàn)其他變化，則以下說法正確的是（）

A．彈簧長度將變長 B．彈簧長度將變短C．FN1>FN2

D．FN1<FN2考點03導體棒運動趨勢判斷AD考點04導安培力作用下導體棒的平衡

通電導體棒在磁場中的平衡問題是一種常見的力學綜合模型，該模型一般由傾斜導軌、導體棒、電源和電阻等組成。這類題目的難點是題圖具有立體性，各力的方向不易確定。因此解題時一定要先把立體圖轉化成平面圖，通過受力分析建立各力的平衡關系，如下圖所示?！纠?】如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ。如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應變化情況是()A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線等長變短，θ角變小C．金屬棒質量變大，θ角變大D．磁感應強度變大，θ角變小考點04導安培力作用下導體棒的平衡考點04導安培力作用下導體棒的平衡考點05洛倫茲力及其理解1．洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的力叫做洛倫茲力．2．洛倫茲力的方向（1）判定方法左手定則：掌心——磁感線垂直穿入掌心；四指——指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向；拇指——指向洛倫茲力的方向．（2）方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v決定的平面(注意：洛倫茲力不做功)．3．洛倫茲力的大?。?）v∥B時，洛倫茲力F＝0.(θ＝0°或180°)（2）v⊥B時，洛倫茲力F＝qvB.(θ＝90°)（3）v＝0時，洛倫茲力F＝0.考點05洛倫茲力及其理解4．洛倫茲力與電場力的比較1．帶電粒子在勻強磁場中圓周運動分析(1)圓心的確定方法

方法一：若已知粒子軌跡上的兩點的速度方向，則可根據(jù)洛倫茲力F⊥v，分別確定兩點處洛倫茲力F的方向，其交點即為圓心，如圖(a)；考點06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動

方法二：若已知粒子運動軌跡上的兩點和其中某一點的速度方向，則可作出此兩點的連線(即過這兩點的圓弧的弦)的中垂線，中垂線與垂線的交點即為圓心，如圖(b)?？键c06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動

考點06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動2．帶電粒子在不同邊界磁場中的運動

(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖所示)?？键c06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動

(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)。(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示)?？键c06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動考點06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動考點06帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動故選AC?？键c八、帶電粒子在磁場中運動多解問題1．帶電粒子電性不確定形成多解：受洛倫茲力作用的帶電粒子，由于電性不同，當速度相同時，正、負粒子在磁場中運動軌跡不同，形成多解。如圖甲所示，帶電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如帶正電，其軌跡為a，如帶負電，其軌跡為b?？键c07帶電粒子在磁場中的多解、臨界和極值問題2．磁場方向不確定形成多解：有些題目只已知磁感應強度的大小，而不知其方向，此時必須要考慮磁感應強度方向不確定而形成的多解。如圖乙所示，帶正電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如B垂直紙面向里，其軌跡為a，如B垂直紙面向外，其軌跡為b。考點07帶電粒子在磁場中的多解、臨界和極值問題3．臨界狀態(tài)不唯一形成多解：帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去，也可能轉過180°從入射界面這邊反向飛出，從而形成多解，如圖丙所示。考點07帶電粒子在磁場中的多解、臨界和極值問題4．運動的周期性形成多解：帶電粒子在部分是電場，部分是磁場的空間運動時，運動往往具有往復性，從而形成多解，如圖丁所示。考點07帶電粒子在磁場中的多解、臨界和極值問題方法總結求解帶電粒子在磁場中運動的多解問題的技巧(1)分析題目特點，確定題目多解性形成原因。(2)作出粒子運動軌跡示意圖(全面考慮多種可能性)。(3)若為周期性重復的多解問題，尋找通項式，若是出現(xiàn)幾種解的可能性，注意每種解出現(xiàn)的條件?？键c07帶電粒子在磁場中的多解、臨界和極值問題1．帶電粒子在磁場中運動的臨界問題的處理方法解決此類問題，關鍵在于運用動態(tài)思維，尋找臨界點，確定臨界狀態(tài)，根據(jù)粒子的速度方向找出半徑，同時由磁場邊界和題設條件畫好軌跡、定好圓心，建立幾何關系?？酆藐P鍵詞切入：以題目中的“恰好”“最高”“最長”“至少”等為突破口，將不確定的物理量推向極端(如極大、極?。蛔钌?、最下；最左、最右等)，結合幾何關系分析得出臨界條件，列出相應方程求解?？键c07帶電粒子在磁場中的多解、臨界和極值問題2．求極值問題的基本方法(1)物理方法：①利用臨界條件求極值；②利用矢量圖求極值。(2)數(shù)學方法：①利用三角函數(shù)求極值；②利用二次方程的判別式求極值；③利用不等式的性質求極值；④利用圖象法求極值。3．常用結論(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切。(2)當速度v