2014年高考物理选修3-1、3-2考点(9)

四、安培力

１．定义：磁场对电流的作用力叫安培力。

２．安培力的大小计算：F=BILsinθ，其中θ为B的方向与I的方向的夹角。 ３．安培力的方向判断

⑴左手定则：伸开左手，让大拇指跟其余的四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么拇指所指的方向就是通电导线所受的安培力方向。

⑵安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系。

通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感线所确定的平面。

考点51 磁场对运动电荷的作用力

一、洛伦兹力

１．定义：运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力。 ２．洛伦兹力的大小计算

⑴公式F=qvB适用于匀强磁场且v B的情况，式中的v是电荷相对于磁场的速度。 ⑵v与B夹角为θ，则有F qvBsin 0,即v//B,F 0;

90 ,即v B时，F qvB

⑶v=0，F=0,即磁场对静止电荷无作用力，只对运动电荷产生作用力。 ３．洛伦兹力的方向判定

⑴左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直（或斜着）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），那么，大拇指所指的方向就是运动电荷的反方向。

⑵说明：①四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。

②安培力是洛伦兹力的宏观表现。所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样可由左手定则判定。 ③判定洛伦兹力方向时，一定要注意F垂直于v和B所决定的平面。当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，仍以初速度做匀速直线运动。

④在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用。 二、带电粒子在磁场中运动

１．若v//B，带电粒子以速度v做匀速直线运动。（此情况下洛伦兹力F=0） ２．若v B，带电粒子在垂直磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。

⑴向心力由洛伦兹力提供qvB m⑵轨道半径公式R ⑶周期 ⑷频率

v2

R

mvP

BqBq

T f

2 R2 m

vqB1Bq T2 m

三、解题方法 mv 在研究带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动规律时，着重把握“一找圆心，二找半径R ，三

2 mqB

找周期T ”的规律．

qB

⑴圆心的确定：因为洛仑兹力f指向圆心，根据f⊥ v，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是指射人和射出磁场两点)的f的方向，沿两个洛仑兹力f画其延长线，两延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上，作出圆心位置．

⑵半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)．

⑶粒子在磁场中运动时间的确定：利用圆心角θ与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360计

T可求出粒子在磁场中的运动时间． 算出圆心角θ的大小，由公式t＝3600

⑷注意圆周运动中有关对称规律． 如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．