1、學案8章末總結(jié)一、通電導(dǎo)體在安培力作用下運動的判斷四法(1)電流元法：把整段通電導(dǎo)體等效為許多小段的直線電流元，用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段通電導(dǎo)體所受合力方向(2)特殊位置法：把通電導(dǎo)體或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力的方向(3)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流(4)利用結(jié)論法：兩通電導(dǎo)線相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；兩者不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢例1如圖1所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，

2、磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當線圈內(nèi)通以圖示方向的電流后，線圈的運動情況是()圖1A線圈向左運動B線圈向右運動C從上往下看順時針轉(zhuǎn)動D從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動解析解法一電流元法首先將線圈分成很多小段，每一小段可看作一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受到的安培力情況如圖所示根據(jù)對稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運動只有選項A正確解法二等效法將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運動，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”也可判斷出線圈向左運動，選A.答案A二、安培力作用下導(dǎo)體的平衡(1)

3、分析安培力的方向應(yīng)牢記安培力方向既跟磁感應(yīng)強度方向垂直又跟電流方向垂直；(2) 一般是先把立體圖改畫成平面圖，并將題中的角度、電流的方向、磁場的方向標注在圖上，然后根據(jù)平衡條件列方程例2如圖2所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌寬L.勻強磁場磁感應(yīng)強度為B.金屬桿長為L，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上當回路總電流為I1時，金屬桿正好能靜止求：圖2(1)這時B至少多大？B的方向如何？(2)若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？解析在解這類題時必須畫出截面圖，只有在截面圖上才能正確表示各力的準確方向，從而弄清各矢量方向間的關(guān)系(1)畫出金屬桿的截面圖由三

4、角形法則得，只有當安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時安培力才最小，B也最小根據(jù)左手定則，這時B應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，大小滿足BI1Lmgsin ，Bmgsin /I1L.(2)當B的方向改為豎直向上時，這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴遥菇饘贄U保持靜止，應(yīng)使沿導(dǎo)軌方向的合力為零，得BI2Lcos mgsin ，I2I1/cos .答案(1)mgsin /I1L垂直于導(dǎo)軌平面向上(2)I1/cos 三、帶電粒子在疊加場或組合場中的運動正確分析帶電粒子的受力情況和運動情況，明確運動過程和運動性質(zhì)，選擇恰當?shù)囊?guī)律解答1帶電粒子在組合場中運動要依據(jù)粒子運動過程的先后順序和受力特點辨別清楚在電場中做什么運動，在磁

5、場中做什么運動2帶電粒子在疊加場中的運動(1)當帶電粒子(帶電體)在疊加場中做勻速運動時，根據(jù)平衡條件列方程求解(2)當帶電粒子(帶電體)在疊加場中做勻速圓周運動時，往往同時應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程求解(3)當帶電粒子(帶電體)在疊加場中做非勻變速曲線運動時，常選用動能定理或能量守恒定律列方程求解例3在如圖所示的勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)(不計重力)，電子可能沿水平方向向右做直線運動的是()答案BC解析若電子水平向右運動，在A圖中電場力水平向左，洛倫茲力豎直向下，故不可能；在B圖中，電場力水平向左，洛倫茲力為零，故電子可能水平向右做勻減速直線運動；在C圖中電場力豎直向上，洛倫茲力豎

6、直向下，當二者大小相等時，電子向右做勻速直線運動；在D圖中電場力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故電子不可能做水平向右的直線運動，因此選項B、C正確例4如圖3所示的直角坐標系xOy中，x<0，y>0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，x0的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標平面向外的勻強磁場，x軸上P點坐標為(L,0)，y軸上M點的坐標為(0，L)有一個帶正電的粒子從P點以初速度v沿y軸正方向射入勻強電場區(qū)域，經(jīng)過M點進入勻強磁場區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點(圖中未畫出)運動到坐標原點O.不計重力求：圖3(1)粒子在M點的速度v；(2)C點與O點的距離x；(3)勻強電場的電場強度E與勻強磁場的磁感應(yīng)強

7、度B的比值解析(1)設(shè)粒子在由P到M的過程中運動時間為t，在M點時速度為v，沿x軸正方向的速度大小為vx，帶電粒子在第二象限做勻變速曲線運動，則：vtLvxtLv2v2v聯(lián)解得：v2v(2)設(shè)粒子在M點的速度v與y軸正方向的夾角為，如圖所示，則：tan 粒子在x0的區(qū)域內(nèi)受洛倫茲力作用做勻速圓周運動，運動軌跡如圖所示設(shè)軌跡半徑為R，由幾何關(guān)系有：2Rsin Lx2Rcos 聯(lián)解得：xL(3)設(shè)粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，則：qE·mv2mv2qvBm聯(lián)解得：答案(1)2v(2)L(3)1. (通電導(dǎo)體在安培力作用下運動方向的判斷)如圖4所示，用絕緣細線懸掛一個導(dǎo)線框，導(dǎo)線框是由兩同心

8、半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd(ab、cd在同一條水平直線上)連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜止狀態(tài)在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P.當P中通以方向向外的電流時()圖4A導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動B導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動C從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動D從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動答案D解析當直導(dǎo)線P中通以方向向外的電流時，由安培定則可判斷出長直導(dǎo)線P產(chǎn)生的磁場方向為逆時針方向，磁感線是以P為圓心的同心圓，半圓弧導(dǎo)線與磁感線平行不受安培力，由左手定則可判斷出直導(dǎo)線ab所受的安培力方向垂直紙面向外，cd所受的安培力方向垂直紙面向里，從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)

9、動，故D正確2. (安培力作用下導(dǎo)體的平衡)傾角為的光滑斜面上，放一根長L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，通以如圖5所示方向電流I，為使其靜止在斜面上，可加一個強度、方向適當?shù)膭驈姶艌觯@磁場可能是()圖5A垂直于斜面向上，Bmgsin /ILB垂直于斜面向下，Bmgsin /ILC豎直向下，Bmgtan /ILD水平向左，Bmg/IL答案BCD解析當磁場方向垂直于斜面向上時導(dǎo)體棒受到的安培力方向沿斜面向下，又重力豎直向下，所以不可能靜止在斜面上，A錯誤當磁場垂直斜面向下時，導(dǎo)體棒受到的安培力方向沿斜面向上，當Bmgsin /IL時，沿斜面方向上的合力為零，故可能，B正確當磁場方向豎直向下時，導(dǎo)體棒受到的

10、安培力方向水平向左，當Bmgtan /IL時，合力為零，故C正確當磁場方向水平向左時，導(dǎo)體棒受到的安培力豎直向上，所以當安培力等于重力時，合力為零，即Bmg/IL，D正確3(帶電粒子在復(fù)合場中的運動)如圖6所示，有一磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速度v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)(不計重力)，則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小和方向是()圖6AB/v，豎直向上BB/v，水平向左CBv，垂直于紙面向里 DBv，垂直于紙面向外答案C解析要使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)，在垂直運動方向合力必須為零，又因電子所受洛倫茲力方向垂直紙面向里，故所受電

11、場力方向必須垂直紙面向外，且與洛倫茲力等大，即EqqvB，EvB；電子帶負電，所以電場方向垂直于紙面向里4(帶電粒子在組合場中的運動)如圖7所示的空間分為、三個區(qū)域，各邊界面相互平行，區(qū)域存在勻強電場，電場強度E1.0×104 V/m，方向垂直邊界面向右、區(qū)域存在勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度分別為B12.0 T，B24.0 T三個區(qū)域?qū)挾确謩e為d15.0 m、d2d36.25 m，一質(zhì)量m1.0×108 kg、電荷量q1.6×106 C的粒子從O點由靜止釋放，粒子的重力忽略不計求：圖7(1)粒子離開區(qū)域時的速度大小v；(2)粒子在區(qū)域內(nèi)運動的時間t；(3)粒子離開區(qū)域時速度與邊界面的夾角.答案(1)4.0×103 m/s(2)1.6×103 s(3)60°解析(1)粒子在電場中做勻加速直線運動，由動能定理有qEd1mv20解得v4.0×103 m/s(2)設(shè)粒子在磁場B1中做勻速圓周運動的