高二物理第21讲：磁场单元复习（教师版）——常营校区李中利.doc

《高二物理第21讲：磁场单元复习（教师版）——常营校区李中利.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第21讲磁场单元复习（上课教师填充）21（1）安培力的求解问题（2）洛伦兹力的求解问题（3）带电粒子在磁场中的运动问题（上课教师填充）SNI【例1】如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？答案：从左向右看顺时针转动；同时向右移动解析21：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90º后平移）。分析的关键是画出相关的磁感线。【例2】条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流

2、后，磁铁对水平面的压力将会______（增大、减小还是不变？）。水平面对磁铁的摩擦力大小为______。答案：减小；零F´NSFF1F2解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中下方的虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中上方的虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。【例3】如图所示，光滑导轨

3、与水平面成α角，导轨宽L。金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直于金属杆。当回路总电流为I1时，金αα属杆正好能静止。求：⑴B至少多大？这时B的方向如何？⑵若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？答案：I2=I1/cosα。αB解析：画出金属杆的截面图。由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小。根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足：BI1L=mgsinα，B=mgsinα/I1L。当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水

4、平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcosα=mgsinα，I2=I1/cosα。解这类题时必须画出截面图，从平面图中弄清各矢量方向间的关系。hsB【例4】如图所示，质量为m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框宽均为L，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h后落在水平面上，水平位移为s。求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q。21答案：解析：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量FΔt=mv0而被平抛出去，其中F=BIL，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q=IΔt，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度，最终可得

5、。【例5】磁流体发电机原理图如右。等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场。该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？答案：上极板为正极；BdvRB++++++解析：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。所以上极板为正。正、负极板间会产生电场。当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压：U=Bdv。当外电路断开时，这也就是电动势E。当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子又将发生偏转。这时电动势仍是E=Bdv，但路端电压将小于Bdv。⑴正负离子速度方向相同时，在同一

6、磁场中受洛伦兹力方向相反。⑵无论外电路是否接通，电动势Bdv保持不变；外电路接通时，电路中有电流，一定有洛伦兹力大于电场力，因此两板间的路端电压将小于电动势Bdv。⑶注意对带电粒子偏转聚集在极板上以后新产生的电场的分析。【例6】如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？（不考虑正、负电子间的相互作用）答案：；OMNBv解析：正负电子的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心

7、恰好组成正三角形。所以两个射出点相距2r，由图还看出经历时间相差2T/3。由得轨道半径r和周期T分别为，21因此两个射出点相距，时间差为。解题关键是画好示意图，画图中特别注意找圆心、找半径和用对称。OabB【例7】在真空中半径为r=3.0×10-2m的圆形区域内。有磁感应强度B=0.20T，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一带电粒子以速度v0=1.2×106m/s的初速度，从圆的直径ab的一个端点a射入圆形区域。已知该带电粒子的荷质比为q/m=108C/kg，不计重力。粒子在该圆形区域内运动的时间最长为_____s，与此对应的在a点入射时的速度方向与直径ab的夹

8、角应该是______。答案：5.2×1