安培力的有关计算

安培力的有关计算根据磁感强度的定义知IL

F B =可知，将长为L 、电流为I 的通电直导线垂直放入磁感强度为B 的磁场中，导线所受安培力大小为F=BIL 。

（1）当通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大，F=BIL ；当通电导线与磁场方向平行时，它所受的安培力为零。

（2）该题适合于导线所在磁场磁感强度处处相同的情形（不一定要求适合于匀强磁场），其中长度L 应是通电直导线在磁场中的长度。

在分析磁场有关现象中，磁场方向、电流方向、安培力方向之间存在空间关系，处理时应有意识地将立体图向正视图、俯视图、侧视图等平面图转化。

例1 在如图1所示的三维空间内，匀强磁场方向沿+x 方向，在平面xOz 内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿+y 方向，则（）

A ．该通电导线一定不会沿平行xO 方向放置

B ．该通电导线一定平行Oz 方向放置

C ．无论通电导线怎样放置，它总受到+y 方向安培力

D ．沿+x 方向观察导线中的电流方向，应该向右方向

解析当通电直导线与匀强磁场平行时，它不受安培力作用，

既然导线在xOz 平面内受到了磁场作用，它肯定不会与Ox 方向平行放置。因此选项A 正确。根据左手定则确定的关系可知：安培力一定垂直于磁场方向和电流方向确定的平面，但电流方向不一定要与磁场方向垂直放置才受到安培力，因此选项B 错误。

根据左手定则判定知：通电导线如果任意放置在xOz 平面内，它受到的安培力方向有沿+y 方向和-y 方向两种可能，沿Ox 方向观察，当电流向右时，安培力沿+y 方向；当电流向左时，安培力沿-y 方向。因此选项C 错误，选项D 正确。

答案 AD

例2 如图2所示，平行导轨间距为d ，水平放置，一端连接电动势为E 、内阻不计的电源

和阻值为R 的电阻。不计电阻的导线ab 质量为m 、长为L ，垂直

于导轨放置。磁场方向与水平面成α角，磁感应强度大小为B 。

接通开关导线仍静止，求导轨与导线之间的摩擦力和导线对导轨

压力的大小。

解析通电后，根据左手定则判断出安培力的方向，做出导线受力的平面图，如图3所示。由平衡条件得：

水平方向：f BId =αsin

磁场安培力洛伦兹力经典练习

1.如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了Δl1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了Δl2，求： (1)导体棒通电后受到的磁场力的大小? (2)若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少? 2.如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M.B 为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电、铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为 A.F=mg B.Mg＜F＜（M＋m）g C.F=（M＋m）g D.F＞（M＋m）g 3：如图，通电细杆ab质量为m，置于倾角为θ的导轨上，导轨和杆间不光滑，有电流时，杆静止在导轨上，下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向其中摩擦力可能为零的是（） 4：如图所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中能以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中张力变化情况为（） A、AB顺时针转动，张力变大； B、AB逆时针转动，张力变小 C、AB顺时针转动，张力变小； D、AB逆时针转动，张力变大。 5：如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电流，电路中有一电阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m，长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放的瞬时加速度的大小。 1. 关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是 A.跟电流方向垂直，跟磁场方向平行 B.跟磁场方向垂直，跟电流方向平行 C.既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直 D.既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直

磁场洛伦兹力基础计算

磁场---洛伦兹力基础计算 1、(12分)下左图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷q与质量m之比。 2、如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直.且平行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为a与a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求: (1)电子在磁场中的飞行时间？ (2)电子的荷质比q/m. 3、如图所示,一个电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角就是30°,试计算: (1)电子的质量m。(2)电子穿过磁场的时间t。

4、一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为－q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为多大？(不计粒子重力) 5、(12分)一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,不计重力。求:(1) 粒子做圆周运动的半径 (2)匀强磁场的磁感应强度B 6、如图所示,在xoy平面内有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感强度为B,一带正电荷量Q的粒子,质量为ｍ,从Ｏ点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与x、y轴的交点A、B到O点的距离分别为ａ、ｂ,试求: (1)初速度方向与ｘ轴夹角θ. (2)初速度的大小、

安培力和洛伦兹力检测试题.docx

物理测试卷 ( 安培力和洛伦兹力 ) 试题容安培力和洛伦兹力一、选择题 (20*2=40分) 1、如图所示，长为2l的直导线拆成边长相等、夹角为60°的 V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线以大小为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为（C）A． 0B． 0.5 BIl C ．BIl D． 2Bil 2、某同学画的表示磁场B、电流 I 和安培力 F 的相互关系如图所示，其中正确的是（D） 3、对磁感应强度的定义式的理解，下列说确的是（C） A．磁感应强度 B 跟磁场力 F 成正比，跟电流强度I 和导线长度L 的乘积成反比 B．公式表明，磁感应强度B的方向与通电导体的受力 F 的方向相同2 C．磁感应强度 B 是由磁场本身决定的，不随F、I 及 L 的变化而变化 D．如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力 F 等于0，则该处的磁感应强度也等于0 4、如图 2 所示，矩形导线框abcd 与无限长通电直导线MN在同一平面，直导线中的电流方由M到 N，导线框的ab 边与直导线平行。若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是（BD） A．导线框有两条边所受安培力的方向相同 B．导线框有两条边所受安培力的大小相同 C．导线框所受的安培力的合力向左

D．导线框所受的安培力的合力向右 5、如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、 b 和 c，各导线中的电流大小相同，其中 a 、 c 导线中的电流方向垂直纸面向外， b 导线电流方向垂直纸面向。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用。关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( B ) A导线 a 所受安培力的合力方向向右B导线c所受安培力的合力方向向右 C导线 c 所受安培力的合力方向向左D导线b所受安培力的合力方向向左 6、如图 3 所示，电流从 A 点分两路通过对称的半圆支路汇合于 B 点，在圆环中心O处的磁感应强度为( C ) A.最大，垂直纸面向外 B.最大，垂直纸而向里 C.零 D.无法确定 7、如图所示，在同一平面上有a、 b、 c 三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度为 1 A 、 2 A 、 3 A 的电流，电流方向如图, 则（AB ） A．导线 a 所受的安培力方向向左 B ．导线b所受的安培力方向向右 C ．导线c所受的安培力方向向右 D ．由于不能判断导线 c 所在位置的磁场方向，所以导线 c 受的安培力方向也不能判断 8、如图所示，有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面，有一根水平放在斜面上的导体棒，长为L，质量为 m，通有垂直纸面向外的电流 I 。空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。现在释放导体棒，设导体棒受到斜面的 B 支持力为 N，则关于导体棒的受力分析一定正确的是（重力加速度为g）( C ) A.mgsin θ＝BIL B.mgtanθ＝ BIL ＝－ BILsin θ D.Nsin ＝ C.mgcos θ Nθ BIL 9、如图所示，两根长通电导线M、 N 有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd 位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框有图示方向电流时，该线框将（C） A． ab 边向里， cd 边向外转动 B ． ab 边向外， cd 边向里转动 C．线框向左平动，靠近导线M D ．线框向右平动，靠近导线N 10、关于磁感应强度的说法中，正确的是(D)

安培力经典计算题

安培力复习 1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（）（A ）不动（B ）靠近导线AB （C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB 答案：B 2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。设长直导线不动，则圆形电流将（）（A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动答：B 3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（）（A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以答：B 4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（）（A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。（B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。（C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零（D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。答：D 1．截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。求磁感应强度。若S =2mm 2 ，ρ=8.9g/cm 3 ， θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？解：磁场力的力矩为 θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分) 重力的力矩为 θ ρθ ρθρsin 2sin 2 1 2sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =?+?= （3分）由平衡条件 mg F M M =，得 ' '

洛伦兹力

洛伦兹力在这篇文章内，矢量与标量分别用粗体与斜体显示。例如，位置矢量通常用表示；而其大小则用来表示。不同电荷量的带电粒子，由于磁场（磁场方向从银幕内指出来）的影响，感受到洛伦兹力的作用，所呈现的可能运动轨道。由于磁场的影响，电子射束的移动路径呈圆形。电子经过的路径会有紫色光发射出来。这是因为电子与玻璃球内的气体分子碰撞而产生的现象。在电动力学里，洛伦兹力 (Lorentz force) 是运动于电磁场的带电粒子所感受到的作用力。洛伦兹力是因荷兰物理学者亨德里克·洛伦兹而命名。根据洛伦兹力定律，洛伦兹力可以用方程，称为洛伦兹力方程，表达为；其中，是洛伦兹力，是带电粒子的电荷量，是电场，是带电粒子的速度，是磁场。洛伦兹力定律是一个基本公理，不是从别的理论推导出来的定律，而是由多次重复完成的实验所得到的同样的结果。感受到电场的作用，正电荷会朝着电场的方向加速；但是感受到磁场的作用，按照右手定则，正电荷会朝着垂直于速度和磁场的方向弯曲（详细地说，假设右手的大拇指与同向，食指与同向，则中指会指向的方向）。洛伦兹力方程的项目是电场力项目，项目是磁场力项目。处于磁场内的载电导线感受到的磁场力就是这洛伦兹力的磁场力分量。

洛伦兹力方程的积分形式为。其中，是积分的体积，是电荷密度，是电流密度，是微小体元素。洛伦兹力密度是单位体积的洛伦兹力，表达为：。历史亨德里克·洛伦兹 1892年，荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹提出洛伦兹力的概念。但是，在洛伦兹之前，就已经有发掘出洛伦兹力方程的形式，特别是在詹姆斯·麦克斯韦的1861 年论文《论物理力线》里的公式 (77)：、、；

安培力洛伦兹力重点分析

知识点： 1. 安培力：磁场对电流的作用力。 2. 安培力的方向判断：左手定则，安培力与电流方向、磁场有效方向相互垂直。 3. 安培力的大小：BLI F 。 4. 磁感应强度：通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F 与跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值。B=F/IL 单位：特（特斯拉）T 。是描述磁场强弱的物理量 5. 匀强磁场：磁场强弱、方向处处相等的磁场。磁通量：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直面积为S 的平面，则磁感应强度B 与面积S 的乘积叫做磁通量，简称磁通。Φ=BS 单位：韦（伯） Wb 。标量，但有正负一、应用安培力应注意的问题 1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形 2、注意磁场和电流的方向是否垂直二、判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题 1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况三、处理导线受到安培力的一般思路先对导线进行受力分析,画出导线的受力平面图,然后依照F 合=0,F 合=ma ，列出相应的方程 17．（13分）如图所示，两平行光滑的导轨相距l =0.5m ，两导轨的上端通过一阻值为R =0.4Ω的定值电阻连接，导轨平面与水平面夹角为θ=30o，导轨处于磁感应强度为B =1T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一长度恰等于导轨间距、质量为m =0.5kg 的金属棒，由图示位置静止释放，已知金属棒的电阻为r =0.1Ω，导轨电阻不计，g =10m/s 2 。求：（1）求金属棒释放后，所能达到的最大速度v m ；（2）当金属棒速度达v =2m/s 时，其加速度的大小；（3）若已知金属棒达最大速度时，下滑的距离为s =10m ，求金属棒下滑过程中，棒中产生的焦耳热。 1. 磁场对电流有力的作用，而通电导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。洛伦兹力是

安培力的大小及方向

安培力的大小及方向一、单项选择题 1、如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( ). 2、如图所示，通电导线MN 在纸面内从a 位置绕其一端M 转至b 位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( ). A.变小 B.不变 C.变大 D.不能确定 3、如图,两根平行放置的长直导线a 和b 通有大小分别为I 和2I 、方向相同的电流,a 受到的磁场力大小为F,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力为零,则此时b 受到的磁场力大小为（） A.F B.2F C.3F D.4F 4、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB 、CD ，导轨上放有质量为m 的金属棒MN ，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t ＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即I ＝kt ，其中k 1为正恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图7所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是( ) 二、双项选择题 5、长度为0.20m 通有2.0A 电流的直导线，在磁感应强度为0.15T 的匀强磁场中所受的安培力大小可能为（） A ．0N B ．1.0N C ．0.10N D ．0.010N 6、如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I ，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（） A ．减小电流I B ．增加直导线的长度 C ．使导线在纸面内顺时针转30° D ．使导线在纸面内逆时针转60° 7、如图，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于OO ′，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x 正方向的电流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和大小可能为 A ．z 正向，tan mg IL θ B ．y 正向，mg IL C ．z 负向，tan mg IL θ D ．沿悬线向上，sin mg IL θ 8、在磁感应强度为B 0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 ( ) A ．c 、d 两点的磁感应强度大小相等 B ．a 、b 两点的磁感应强度大小相等 C ．c 点的磁感应强度的值最小 D ．a 点的磁感应强度的值最大 9、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与两相同的定值电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab 质量为m ，棒的电阻R=0.5R 1，棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v 时，定值电阻R 2消耗的电功率为P ，此时下列正确的是（） A ．此装置因摩擦而产生的热功率为μmgvcos θ B ．此装置消耗的机械功率为 μmg vcos θ C ．导体棒受到的安培力的大小为v P 4 D ．导体棒受到的安培力的大小为 v P 8 三、计算题 10．如图6所示，ab ，cd 为两根相距2m 的平行金属导

洛伦兹力习题及答案

1word 版本可编辑.欢迎下载支持. 磁场、洛伦兹力 1.制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B 的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U ，就可测出污水流量Q （单位时间内流出的污水体积）．则下列说法正确的是（） A ．后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关 B ．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零 C ．流量Q 越大，两个电极间的电压U 越大 D ．污水中离子数越多，两个电极间的电压U 越大 2.长为L 的水平板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B ，板间距离也为L ，板不带电，现有质量为m ，电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（） A.使粒子的速度v < m BqL 4 B.使粒子的速度v >m BqL 45 C.使粒子的速度v >m BqL D.使粒子的速度m BqL 4

1安培力

湖州师院学校 311 条目的4类题型式样及交稿式样 (安培力) 1. 选择题 1．竖直向下的匀强磁场中，用细线悬挂一条水平导线。若匀强磁场磁感应强度大小为B ，导线质量为m,导线在磁场中的长度为L ，当水平导线内通有电流I 时，细线的张力大小为 ( ) （A ）22)()(mg BIL +；（B ）22)()(mg BIL -；（C ）2 2)()1.0(mg BIL +；（D ）2 2 )()(mg BIL +。答案： 2．在同一平面上依次有a,b,c 三根等距离平行放置的长直导线，通有同方向的电流依次为1A 、2A 、3A ，它们所受力的大小依次为c b a F F F ,,,则 c b F F 为 ( ) （A ）4/9；（B ）8/15；（C ）8/9；（D ）1。答案：A 3．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（）（A ）不动（B ）靠近导线AB （C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB 答案：B 4．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。设长直导线不动，则圆形电流将（）（A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动答：B 5．如图：一根长度为ab 的导线用软线悬挂在磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向内的匀强磁场中，电流由a 流向b ，此时悬线的张力不为零（即安培力与重力不平衡）。欲使ab 导线与软线连接处张力为零则必须： (A) 改变电流方向，并适当增加电流强度。 (B) 不改变电流方向，而适当增加电流强度。 (C) 改变磁场方向，并适当增大磁感应强度。 (D) 不改变磁方向，适当减小磁感应强。答：B

安培力作用下的平衡问题知识讲解

安培力作用下的平衡问题

安培力作用下的平衡问题安培力作为一个新的作用力，必然涉及到安培力作用下的平衡问题和动力学问题。解决此类问题需要注意： 1.将立体图转化为平面图(侧视图)，突出电流方向和磁场方向，做受力分析 2.安培力的分析要严格的用左手定则进行判断，切勿跟着感觉走。 3.注意安培力的方向和B、I垂直 4.平衡问题，写出平衡方程，然后求解。【典型例题剖析】例1：★★【2012,天津】（典型的三力平衡问题）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，金属棒中通以由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．金属棒中的电流变大，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角变小分析： 1.先把立体图转化为侧视图，画出电流方向，电流方向用×表示，画一条经过MN的磁场方向，竖直向上。【画侧视图要突出电流方向和磁场方向】 2.对MN进行受力分析，受三个力，重力，绳子拉力，安培力（水平向右）。做矢量三角形，写平衡方向。

3. 进行讨论。 4. 此题可以首先排除B ，悬线的长度与角度无关。答案 A 解析选金属棒MN 为研究对象，其受力情况如图所示．根据平衡条件及三角形知识可得tan θ＝BIL mg ，所以当金属棒中的电流I 、磁感应强度B 变大时，θ角变大，选项A 正确，选项D 错误；当金属棒质量m 变大时，θ角变小，选项C 错误；θ角的大小与悬线长短无关，选项B 错误．考点：安培力的方向、三力平衡问题点评：此题是一道非常典型的三力平衡问题，主要是熟悉这种问题的处理方法。例2：★★★（与闭合电路欧姆定律的结合）如图所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.40m ，金属导轨所在平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B ＝0.50T 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E ＝4.5V 、内阻r ＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m ＝0.040kg 的导体棒ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R 0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g 取10m/s 2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小（3）导体棒受到的摩擦力．分析： 1. 根据闭合电路欧姆定律求出总电流。 2. 根据安培力计算公式F=BIL ，计算安培力大小。 3. 画出侧视图从b 到a ，（画出电流方向×，磁场方向垂直于斜面向上），根据左手定则可以判断出安培力的方向沿着斜面向上。对导体棒做受力分析，导体棒受重力，支持力和安培力。（摩擦力的方向还不能判断） 4. 计算重力的分力与安培力的大小关系，重力分力为0.24N ，安培力为0.3N ，因此，导体棒所受的静摩擦力沿斜面向下，大小为0.06N 。

磁场---洛伦兹力基础计算

磁场---洛伦兹力基础计算 1、（12分）下左图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l，不计重力，求此粒子的电荷q与质量m之比。 2、如图所示，一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直．且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长为a和a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过，求：（1）电子在磁场中的飞行时间？（2）电子的荷质比q/m． 3、如图所示，一个电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角是30°，试计算： (1)电子的质量m。(2)电子穿过磁场的时间t。 4、一宽为L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，如图所示，一质量为m、电荷量为－q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。若不使粒子从右边界飞出，则其最大速度应为多大？(不计粒子重力) 5、（12分）一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。求:（1）粒子做圆周运动的半径（2）匀强磁场的磁感应强度B

6、如图所示，在xoy平面有垂直坐标平面的围足够大的匀强磁场，磁感强度为B，一带正电荷量Q的粒子，质量为ｍ，从Ｏ点以某一初速度垂直射入磁场，其轨迹与x、y轴的交点A、B到O点的距离分别为ａ、ｂ，试求： (1)初速度方向与ｘ轴夹角θ． (2)初速度的大小. 7、一电子（e，m）以速度ｖ0与ｘ轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，经一段时间后，打在ｘ轴上的P点，如图所示，则P点到O点的距离为多少？电子由O点运动到P点所用的时间为多少？ 8、如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a。求：（1）该带电粒子的电性；（2）该带电粒子的比荷。

安培力和洛伦兹力测试题

安培力和洛伦兹力一、选择题 1．如图所示，长为2L 的直导线拆成边长相等、夹角为60°的V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，当在该导线中通以大小为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为（） A ．0 B ．0.5BIL C ．BIL D ．2BIL 2．某同学画的表示磁场B 、电流I 和安培力F 的相互关系如图所示，其中正确的是（） 3．对磁感应强度的定义式IL F B 的理解，下列说法正确的是（） A ．磁感应强度B 跟磁场力F 成正比，跟电流强度I 和导线长度L 的乘积成反比 B ．公式表明，磁感应强度B 的方向与通电导体的受力F 的方向相同 C ．磁感应强度B 是由磁场本身决定的，不随F 、I 及L 的变化而变化 D ．如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F 等于0，则该处的磁感应强度也等于0 4．如图所示，矩形导线框abcd 与无限长通电直导线MN 在同一平面内，直导线中的电流方由M 到N ，导线框的ab 边与直导线平行。若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是（） A ．导线框有两条边所受安培力的方向相同 B ．导线框有两条边所受安培力的大小相同 C ．导线框所受的安培力的合力向左 D ．导线框所受的安培力的合力向右 5．如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a 、b 和c ，各导线中的电流大小相同，其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流方向垂直纸面向内。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用。关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( ) A ．导线a 所受安培力的合力方向向右 B ．导线c 所受安培力的合力方向向右 C ．导线c 所受安培力的合力方向向左 D ．导线b 所受安培力的合力方向向左 6．如图所示，有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面，有一根水平放在斜面上的导体棒，长为L ，质量为m ，通有垂直纸面向外的电流I 。空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。现在释放导体棒，设导体棒受到斜面的支持力为N ，则关于导体棒的受力分析一定正确的是（重力加速度为g ） ( ) A ．mgsinθ＝BIL B ．mgtanθ＝BIL C ．mgcosθ＝N －BILsinθ D ．Nsinθ＝BIL 7、如图所示，两根长通电导线M 、N 中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd 位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（） A ．ab 边向里，cd 边向外转动 B ．ab 边向外，cd 边向里转动 C ．线框向左平动，靠近导线M D ．线框向右平动，靠近导线N

洛伦兹力

3.4磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 ★教学目标 (一）知识与技能 1、知道什么是洛伦兹力。 2、理解安培力和洛伦兹力的关系，掌握洛伦兹力大小的推理过程。 3、知道洛伦兹力产生条件，会用左手定则判定洛伦兹力的方向。 4、了解洛伦兹力的特点，会推导电荷在磁场中运动的半径和周期。（二）过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。（三）情感、态度与价值观让学生认真体会科学研究思维方法。 ★教学重点 1、掌握洛伦兹力大小的推导过程。 2、会推导电荷在磁场中运动的半径和周期。 ★教学难点 1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。 2、洛伦兹力方向的判断。 ★教学过程（一）引入新课：同学们，我们首先来观看一下神奇而有美丽的极光。播放极光的图片。师：同学们知道极光是怎样形成的吗？生：来自太阳的高能粒子进入大气后，在地磁场作用下与大气发生作用而产生的。师：你们知道极光一般出现在什么地方吗？生：两极等高纬度地区。师：为什么极光不能在赤道等低纬度地区出现呢？生：学生好奇。师：我们通过这一节课的学习就知道这是为什么了。今天我们一起来学习第三章第四节磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力（板书标题）一．洛伦兹力

我们先来做一个实验。这是一个蹄形磁铁，它周围存在磁场。这是阴极射线管，它能产生运动电荷。介绍：阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极按标签上的极性接上高压电源时，阴极会发射电子。在电场的加速下飞向阳极，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的轨迹。演示： 1.没有磁场时电子束是一条直线。 2.用一个蹄形磁铁在电子束的路径上加磁场，尝试不同方向的磁场对电子束径迹的不同影响，并填下表。通过这个实验我们可以得到什么结论？结论：磁场对运动电荷有作用力，我们把这一个作用力称为洛伦兹力。（板书）运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力。二：洛仑兹力的大小（板书）师：我们之前学习了磁场对通电导线的作用力，也就是安培力。那么安培力的公式是什么？生：F=BIL. 师：那当导线中没有电流时，安培力是多大呢？生：安培力为零。师：磁场对通电的导线才有作用力，那么这个作用就与电流有关，那么电流是如何形成的呢？生：电荷的定向移动形成的。师：之前的实验我们已经证明了磁场对运动电荷也有作用力，也就是洛伦兹力。那洛伦兹力和安培力有关系吗？生：有。电流是电荷的定向移动形成的，那么，静止的通电导体在磁场中受到的安培力，在数值上等于大量定向运动电荷受到的洛伦兹力的总和。建模师：这就需要我们建立一个模型。而模型的建立，我们总是选择简单的，所以：磁场：匀强磁场电流：通以恒定电流的直导线，并与磁场垂直设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体

电场力安培力洛伦兹力练习1

电场力安培力洛伦兹力练习1 --白峰坤（2018.3.13）一． 1质量为m的物块，带正电荷为Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平向左、大小为E =H， Q 释放物块后，物块落地的速度大小为（） A．B C．D． 2如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示．则() A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增加 C．a的加速度将减小，b的加速度将增加 D．两个粒子的电势能一个增加一个减小 3如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的质点，由两水平极板正中，以相同的初速度v0，先后垂直匀强电场射入，并分别落在负极板上甲、乙、丙三处，可以判定（） A．甲处质点带正电，乙处质点不带电，丙处质点带负电 B．三个质点在电场中的运动时间相等 C．三个质点在电场中的加速度 a a a >> 甲乙丙 D．三个质点到达负极的动能 << E E E 甲乙丙

4（2015 兰州一中期中考）图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。不计重力的两粒子M 、N 质量相等，电荷量的绝对值也相等。现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。a 、b 、c 为粒子轨迹与虚线的交点，已知O 点电势高于c 点。则 A ．M 带正电，N 带负电 B ．N 在a 点的速度与M 在c 点的速度相同 C ．N 从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功 D ．M 从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做功为零 5 如图中虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，即U ab =U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知( ) A 、三个等势面中，a 面电势较高 B 、带电质点通过P 点时的电势能较大 C 、带电质点通过P 点时的动能较大 D 、带电质点通过P 点时的加速度较大 6如图所示，带电粒子以平行极板的初速度从左侧中央飞入匀强电场，恰能从右侧擦极板边缘飞出电场（重力不计），若带电粒子的初动能增大为原来的2倍，而仍能使其擦极板边缘飞出，则可采取的措施为（） A 、将板的长度变为原来的2倍 B 、将板之间距离变为原来的12 C 、将两板之间电压变为原来的两倍 D 、以上措施均不对 7（2015 腾冲八中期中考）如图所示，一电子沿x 轴正方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD ，已知O A ＝A B ，电子过C 、D 两点时竖直方向的分速度为C y v 和D y v ；电子在

安培力的计算及方向的判断汇总

一、考点突破：一、安培力并使四指指向电流的方向，导线在磁场中所受安培力的方向。（2）安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。二、安培力作用下导体运动情况的判定 1. 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况（安培定则），然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。

2. 在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。 B. 顺时针转动，同时上升 D. 逆时针转动，同时上升）根据如图甲所示的导线所处的特殊位置判断其运动情况，将导线BO 段所受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线AB 将绕O 点逆时针转动。（2）根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图乙所示，导线AB 此时

所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。（3）由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述特殊位置时，所受安培力使其逆时针转动同时还向下运动，所以可确定C正确。答案：C 例题2 如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心，两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T，质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点，当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，，则（）金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2 点时的速度大小为5 m/s 点时的向心加速度大小为10 m/s2 点时对每一条轨道的作用力大小均为【方法提炼】求解通电导体在磁场中的力学问题的方法（1）选定研究对象；（2）变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；（3）根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解。

人教版高中物理选修3-13.5洛伦兹力的大小计算及方向的判断名师精编作业

（答题时间：30分钟） 1. 关于电荷所受洛仑兹力和电场力，正确的说法是（） A. 电荷在磁场中一定受洛仑兹力作用 B. 电荷在电场中一定受电场力作用 C. 电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致 D. 电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反 2. 如图所示，重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场，对该带电粒子进入磁场后的运动情况，以下判断正确的是（） A. 粒子向上偏转 B. 粒子向下偏转 C. 粒子不偏转 D. 粒子很快停止运动 3. 如图甲，将一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F 的过程中，其v t 图象如图乙所示，物块全程运动的时间为 4.5 s，关于带电物块及其运动过程的说法正确的是（） A. 该物块带负电 B. 皮带轮的传动速度大小一定为lm／s C. 若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移 D. 在2s～4.5s内，物块与皮带仍可能有相对运动 4. 如图所示，空间内有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q = 0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，现对木板施加方向水平向左，大小为F=0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则滑块（）

A. 开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动 B. 一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动，直到滑块飞离木板为止 C. 速度为6m/s时，滑块开始减速 D. 最终做速度为10m/s的匀速运动 5. 如图所示，套在很长的绝缘直棒上的圆环，质量为1.0×10-4 kg，带4.0×10-4 C的正电荷，圆环在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E＝10 N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向为垂直于纸面向里，圆环与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2（设圆环在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10 m/s2），则下列说法正确的是（） A. 圆环由静止沿棒竖直下落的最大加速度为10m/s2 B. 圆环由静止沿棒竖直下落的最大速度为2m/s C. 若磁场的方向反向，其余条件不变，圆环由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2 D. 若磁场的方向反向，其余条件不变，圆环由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s 6. 如图所示，界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在PQ上方有一个带正电的小球A自O由静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计，下列说法中正确的是（） A. 在复合场中，小球做匀变速曲线运动 B. 在复合场中，小球下落过程中的电势能增加 C. 小球从由静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和 D. 若其他条件不变，仅增大磁感应强度，小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变 7. 如图所示为一个质量为m带电量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力所做的功可能为（）

基本概念和安培力

第1单元基本概念和安培力 Ⅰ基本概念一、磁场和磁感线（三合一） 1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场 2、磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用 3、磁场的方向（矢量）方向的规定：磁针北极的受力方向，磁针静止时N 极指向。 4、磁感线：切线～～磁针北极～～磁场方向 5、典型磁场——磁铁磁场和电流磁场（安培定则（右手螺旋定则）） 6、磁感线特点： ① 客观不存在、② 外部N 极出发到S ，内部S 极到N 极③ 闭合、不相交、④ 描述磁场的方向和强弱二．磁通量（Φ 韦伯 Wb 标量）通过磁场中某一面积的磁感线的条数，称为磁通量，或磁通二．磁通密度（磁感应强度B 特斯拉T 矢量）大小：通过垂直于磁感线方向的单位面积的磁感线的条数叫磁通密度。 S B Φ = 1 T = 1 Wb / m 2 方向：B 的方向即为磁感线的切线方向意义： 1、描述磁场的方向和强弱 2、由场的本身性质决定三．匀强磁场 1 、定义： B 2、来源：①距离很近的异名磁极之间四．了解一些磁场的强弱永磁铁――10 －3 T ，电机和变压器的铁芯中――0.8～1.4 T 超导材料的电流产生的磁场――1000T ，地球表面附近――3×10－5～7 ×10－5 T 比较两个面的磁通的大小关系。如果将底面绕轴L 旋转，则磁通电直导线周围磁场通电环行导

通量如何变化？ Ⅱ 磁场对电流的作用——安培力一．安培力的方向 ——（左手定则）伸开左手，使大拇指与四指在同一个平面内，并跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的流向，这时大拇指的方向就是导线所受安培力的方向。（向里和向外的表示方法（类比射箭））规律：（1）左手定则（2）F ⊥B ，F ⊥I ，F 垂直于B 和I 所决定的平面。但B 、I 不一定垂直安培力的大小与磁场的方向和电流的方向有关，两者夹角为900时，力最大，夹角为00 时，力＝0。猜想由90度到0度力的大小是怎样变化的二．安培力的大小：匀强磁场，当B ⊥ I 时，F ＝ B I L 在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，电流所受的安培力等于磁感应将度B 、电流I 和导线的长度L 三者的乘积在非匀强磁场中，公式F ＝BIL 近似适用于很短的一段通电导线三．磁感应强度的另一种定义匀强磁场，当B ⊥ I 时，IL F B 练习 1、有磁场就有安培力（×） 2、磁场强的地方安培力一定大（×） 3、磁感线越密的地方，安培力越大（×） 4、判断安培力的方向 Ⅲ电流间的相互作用和等效长度一．电流间的相互作用 I 不受力 F 同向吸引 F 同向排斥 F 转向同向，同时靠近转向同向，同时靠近

洛伦兹力练习题

洛伦兹力练习题1 1．下列说法正确的是 A ．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用 B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D ．洛伦兹力对带电粒子不做功 2.关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是 A.带电粒子一定会受到洛伦兹力作用 B.洛伦兹力F 方向一定既垂直与磁场B 的方向，又垂直与带电粒子的运动速度V 方向 C.通电导线一定会受到安培力作用 D.洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力对通电导线也一定不做功 3．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是 A ．滑块受到的摩擦力不变 B ．滑块到地面时的动能与B 的大小无关 C ．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面指向斜面 D ．不管B 多大，滑块可能静止于斜面上 4.如图所示，质量为m ，带电荷量为－q 的微粒以速度v 与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是 A ．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用 B ．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用 C ．匀强电场的电场强度E ＝ D ．匀强磁场的磁感应强度B ＝ 5．如图3-12所示，质量m=1.0×10-4 kg 的小球放在绝缘的水平面上，小球带电荷量q=2.0×10-4 C ，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，外加水平向右的匀强电场E=5 V ／m ，垂直纸面向外的匀强磁场B=2 T ，小球从静止开始运动.问： (1)小球具有最大加速度的值为多少？ (2)小球的最大速度为多少?(g 取10 m ／s2)