【期中复习】2023-2024学年人教版高二物理下册专题03 安培力与洛伦兹力考点串讲课件

这是一份【期中复习】2023-2024学年人教版高二物理下册专题03 安培力与洛伦兹力考点串讲课件，共32页。PPT课件主要包含了知识清单，考点02磁场的叠加，常用判断方法，故选AC等内容，欢迎下载使用。

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
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．
【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。
【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>FN2D．FN1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.
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)。
2．带电粒子在不同边界磁场中的运动 (1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)。
(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)。
(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)。
考点八、带电粒子在磁场中运动多解问题
1．带电粒子电性不确定形成多解：受洛伦兹力作用的带电粒子，由于电性不同，当速度相同时，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解。如图甲所示，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如带正电，其轨迹为a，如带负电，其轨迹为b。
考点07 带电粒子在磁场中的多解、临界和极值问题
2．磁场方向不确定形成多解：有些题目只已知磁感应强度的大小，而不知其方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。如图乙所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里，其轨迹为a，如B垂直纸面向外，其轨迹为b。
3．临界状态不唯一形成多解：带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去，也可能转过180°从入射界面这边反向飞出，从而形成多解，如图丙所示。
4．运动的周期性形成多解：带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解，如图丁所示。
方法总结求解带电粒子在磁场中运动的多解问题的技巧(1)分析题目特点，确定题目多解性形成原因。(2)作出粒子运动轨迹示意图(全面考虑多种可能性)。(3)若为周期性重复的多解问题，寻找通项式，若是出现几种解的可能性，注意每种解出现的条件。
1．带电粒子在磁场中运动的临界问题的处理方法解决此类问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向找出半径，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心，建立几何关系。扣好关键词切入：以题目中的“恰好”“最高”“最长”“至少”等为突破口，将不确定的物理量推向极端(如极大、极小；最上、最下；最左、最右等)，结合几何关系分析得出临界条件，列出相应方程求解。
2．求极值问题的基本方法(1)物理方法：①利用临界条件求极值；②利用矢量图求极值。(2)数学方法：①利用三角函数求极值；②利用二次方程的判别式求极值；③利用不等式的性质求极值；④利用图象法求极值。3．常用结论(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。(2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速率v变化时，仍然是运动轨迹所对圆心角越大，运动时间越长。