洛伦兹力和安培计的计算学案.doc

安培力和洛伦兹力的计算学案编辑：张洁 审核：孔庆生 日期：1月6日学习目标：1. 能熟练应用左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向。2. 掌握在有界磁场中找圆心，半径，圆心角的方法。3. 能进行正确的受力分析，计算安培力的大小。一知识网络二、有界匀强磁场问题1有界磁场及边界类型(1)有界匀强磁场是指在局部空间存在着匀强磁场，带电粒子从磁场区域外垂直磁场方向射入磁场区域，经历一段匀速圆周运动后，又离开磁场区域(2)边界的类型，如图4图42解决带电粒子在有界磁场中运动问题的方法解决此类问题时，先画出运动轨迹草图，找到粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心位置、半径大小以及与半径相关的几何关系是解题的关键解决此类问题时应注意下列结论：(1)刚好穿出或刚好不能穿出磁场的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切(2)当以一定的速率垂直射入磁场时，运动的弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动时间越长(3)当比荷相同，速率v不同时，在匀强磁场中运动的圆心角越大，运动时间越长 例1. 半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出AOB120，如图5所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()图5A. B. C. D. 平行训练1.如图1所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30角的方向射入磁场中，求：图11(1)电子从磁场中射出时距O点多远；(2)电子在磁场中运动的时间为多少 平行训练2. 乙两种带电粒子，分别如图所示，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，由静止开始经相同电压加速后的甲、从A、B两点射入磁场，结果均从C点射出，则它们的速率v甲v乙为多大？，它们通过该磁场所用的时间t甲t乙为多大？例2匀强磁场方向垂直于xOy平面，在xOy平面内，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内一个质量为m、电荷量为q的带电粒子由原点O开始运动，初速度为v，方向沿x正方向后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30，P到O的距离为L，如图14所示不计重力的影响求磁场的磁感应强度B的大小和xOy平面上磁场区域的半径R.图14三、安培力的计算受力分析的一般步骤：1.重力2.安培力3.弹力4.摩擦力5.外力例3.有一金属棒ab，质量为m，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L，其平面与水平面的夹角为，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与轨道的最大静磨擦力为其所受重力的k倍，回路中电源电动势为E，内阻不计，问：滑动变阻器R调节在什么阻值范围内，金属棒能静止在轨道上？平行训练 如图12所示，在倾角为37的光滑斜面上水平放置一条长为0.2 m的直导线PQ，两端以很软的导线通入5 A的电流当加一个竖直向上的B0.6 T的匀强磁场时，PQ恰好平衡，则导线PQ的重力为多少？(sin 370.6)图12当堂训练：1.如图7所示，长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离为L，极板不带电现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()图7A使粒子速度vB使粒子速度vC使粒子速度vD使粒子速度v2如图所示，两平行光滑铜杆与水平面的倾角均为300，其上端与电源和滑动变阻器相连，处于竖直向下的匀强磁