2019届一轮复习教科版 安培力、洛伦兹力问题归纳 学案

金牌教练助力一生学科教师辅导教案中小学1对1课外辅导专家优学教育学科教师辅导教案讲义编号lch—tzy002学员编号：年级：高二课时数：1学员姓名：田振宇辅导科目：物理学科教师：李晨辉课题安培力、洛伦兹力授课日期及时段2012-12教学目的1.掌握安培力做功的解题思路2.掌握电荷在磁场中做圆周运动的解题思路3.了解电荷在复合场中的运动教学内容一1、安培力、安培力作用下的物体平衡：（1）有安培力参与的物体平衡，此平衡与前面所讲的物体平衡一样，也是利用物体平等条件解题，其中安培力是众多受力中的一个。

（2）与闭合电路欧姆定律相结合的题目。

主要应用：①全电路欧姆定律；②安培力求解公式F＝BIL；③物体平衡条件。

（3）在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程。

其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力。

安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析，产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧，解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力例1如图7，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力。

中小学1对1课外辅导专家例2.如右图所示，通电直导线ab质量为m、长为l水平地放置在倾角为的光滑斜面下，通过图示方向的电流，电流强度为I，要求导线ab静止在斜面上。

（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？（2）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？例3一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图4所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中拉力为零，可采用的方法有A．适当增大电流，方向不变B．适当减小电流，并使它反向C．电流大小、方向不变，适当增强磁场D．使原电流反向，并适当减弱磁场例4如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50 T、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=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040 kg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图14触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω,金属导轨电阻不计，g取10 m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=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二、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力电荷的定向移动形成电流，磁场对电流的作用力是对运动电荷作用力的宏观表现。

第十章⎪⎪⎪磁场[说明](1)安培力计算限于通电直导线跟匀强磁场平行或垂直两种情况。

(2)带电粒子在匀强磁场中的运动计算限于带电粒子的速度与磁感应强度平行或垂直两种情况。

第50课时磁场及其对电流的作用(双基落实课) 知识点一磁场和磁感应强度1．磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用。

2．磁感线为了形象地描述磁场，在其中画出的一系列有方向的曲线，曲线上各点的切线方向即为该点的磁场方向。

3．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

(2)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。

(3)方向：小磁针静止时N极所指的方向。

(4)单位：特斯拉，符号T。

4．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。

(2)磁感线分布特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线。

[小题练通]1．(多选)(教科教材原题)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F。

以下关于磁感应强度B的说法正确的是()A．磁感应强度B一定等于FILB．磁感应强度B可能大于或等于FILC．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场中通电直导线也可以不受力解析：选BD只有在通电直导线垂直于磁场时，定义式B＝FIL才成立，通电直导线和磁场平行时，导线不受力，故A错误，B、D正确；磁感应强度是用比值法定义的，通电直导线受力大的地方，磁感应强度不一定大，C错误。

2．(多选)(鲁科教材原题)下列说法正确的是()A．磁感线从磁体的N极发出，终止于磁体的S极B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D．因为异名磁极相互吸引，所以放入通电螺线管内的小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极解析：选BC磁感线是闭合曲线，A错误；磁感线可以表示磁场的方向和强弱，B正确；磁铁和电流都能产生磁场，C正确；通电螺线管内部的磁场方向从S极指向N极，则放入其中的小磁针的N极指向与其内部磁场方向一致，即通电螺线管的N极，故D错误。

一、基础知识回顾1．掌握“两个磁场力”(1)安培力：F＝BIL(I⊥B)(2)洛伦兹力：F＝qvB(v⊥B)2．用准“两个定则”(1)对电流的磁场用安培定则。

(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定则。

3．明确两个常用的等效模型(1)变曲为直：图甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流。

(2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，如图乙。

4.求解磁场中导体棒运动问题的方法(1)分析：正确地对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直。

(2)作图：必要时将立体图的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图。

(3)求解：根据平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列式分析求解。

二、真题再现1．(2018·高考全国卷Ⅰ)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。

将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。

下列说法正确的是A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动答案：AD2. (2018·高考全国卷Ⅰ)如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。

一个氕核11H和一个氘核21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。

已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。

1.3 洛伦兹力教案高中物理选择性必修第二册（教科版2019）一．教学目标1、知道什么是洛伦兹力，知道洛伦兹力与安培力的关系。

2、会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

3、理解洛伦兹力的计算公式，并会用其进行计算。

4、建立物理模型，有条理的推导洛伦兹力公式.5、培养学生观察、分析、推理能力，以及学生的科学思维和研究方法。

二．重点难点1、会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

2、会推导洛伦兹力的计算公式，并应用。

三、教学过程从宇宙射来的带电粒子为什么不能直接射向地球？为什么只在两极形成绚丽多彩梦幻般的激光？解开这些问题的钥匙，就是本节要学习的磁场对运动电荷的作用规律。

（1）当直导线垂直与磁场方向并且通上电流以后有最大安培力的作用，思考一下，电流是大量的电荷定向移动而形成，由此请同学们从微观角度上分析猜想一下磁场对通电直导线的安培力产生的根本原因是什么？【学生猜想：磁场对通电导体的安培力产生的根本原因是由磁场对导体中的定向移动自由电子的作用力引起的。

】（2）设计实验验证洛伦兹力师：很好，既然同学们猜测到是磁场对定向移动自由电子的有力的作用。

那么我们就要用实验来验证一下这个想法。

可是电子是微观粒子，不能直接观察。

要用实验验证同学们的猜想，就需要采取一些措施，来完成这个实验。

这里有一个阴极射线管和一个感应圈，感应圈能产生高压。

现在我把感应圈产生的高压加到阴极射线管，请大家观察实验现象。

【师生互动，根据上面的实验，讨论正、负两种电荷判断的方法】甲同学：用左手。

（学生讲方法，师生共同判定）乙同学：用右手。

（学生讲方法，师生共同判定）【解释实验原理：阴极射线管的阴极能发射出的电子，阴极射线管利用感应圈产生的高压在阴极射线管两极间产生加速电场，使阴极发射出的电子做加速直线运动形成电子束。

当电子打到荧光屏上时，发出荧光，显示出电子束的运动径迹。

】很好！今天同学们共同研究得出洛伦兹力方向使用左手可以判定，总结刚才左手判断的方法，就是左手定则。

考点精讲一、安培力的大小和方向1．安培力的大小：F＝BIL sin θ(θ为磁场方向与电流方向的夹角)(1)磁场和电流垂直时，F＝BIL．(2)磁场和电流平行时：F＝0.其中的L为导线在磁场中的有效长度．如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示．2．安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电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决定的平面．二、洛伦兹力的方向和大小1. 洛伦兹力的方向(1)左手定则伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内。

让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。

(2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度大小，对电荷不做功。

2. 洛伦兹力的大小推导洛伦兹力公式。

如图所示，设导线长度为L，通电电流I，导线单位体积内的分子数为n，横截面积为S，电荷定向移动速度为v，每个电荷带电荷量为q.电流微观表达式：I ＝nqvS由通电导线在磁场中受安培力的实验公式：F 安＝BIL.安培力公式变为F 安＝B·nqvS·L.长为L 导线内的电荷总数N 总＝L·S·n，每个电荷受力即洛伦兹力f 洛＝F 安N 总＝B ·nqvS ·L L ·Sn＝Bqv 即洛伦兹力大小的计算公式：f ＝Bqv.当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，f ＝Bqvsin θ讨论：(1)当v⊥B 时，θ＝90°，sin θ＝1，所以F 洛＝qvB ，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大。

安培力和洛伦兹力的计算学案编辑：杨勇审核：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．∠AOB＝120°，如图5所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()图5A.2πr3v0B.23πr3v0C.πr3v0D.3πr3v0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B ＝0.6 T 的匀强磁场时，PQ 恰好平衡，则导线PQ 的重力为多少？(sin 37°＝0.6)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v ＜BqL4mB ．使粒子速度v ＞5BqL4mC ．使粒子速度v ＞BqL4mD ．使粒子速度BqL 4m ＜v ＜5BqL4m2．如图所示，两平行光滑铜杆与水平面的倾角α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场中，调节滑动变阻器R ，当电流表的读数I=2.5A 时，横放在铜杆上的铝棒恰能静止。

选择性必修二第一章《安培力与洛伦兹力》大单元整体教学设计单元教学课题高中物理选择性必修二第一章《安培力与洛伦兹力》学科物理年级高二单元安培力与洛伦兹力授课人Xxx单元内容本单元教学内容：本章在必修第三册介绍磁场知识的基础上，进一步介绍磁场与通电导线、带电粒子之间的相互作用。

全章共4节，第1节和第2节按照先讲宏观、后讲微观的顺序分别介绍了安培力和洛伦兹力，第3节介绍了带电粒子在匀强磁场中的运动规律，第4节以质谱仪与加速器为例介绍了概念规律的应用。

也就是说，本章的内容安排除了关注发展学生的运动与相互作用观念，还紧密联系生产生活实际，帮助学生发展科学思维和科学探究等素养。

教材总体上特别关注以下几点：一是在研究安培力和洛伦兹力时，均按照先定性地进行实验观察力的方向，后通过定量分析研究力的大小的顺序进行，以便帮助学生体会研究新问题的一般思路；二是注意加强知识的前后联系，使得新的概念、规律在原有知识的基础上逐渐深化和拓展，更便于理解；三是注重突出结论的形成过程，培养学生观察、分析和概括的能力。

本单元内容的逻辑结构:本单元内容可开发的教学活动与资源:学校实验室活动，学生自主探究、小组活动、网络共享资源。

本单元教学重点：安培力洛伦兹力的概念，公式的理解运用。

安培力与洛伦兹力的大小计算和方向判断。

本单元教学难点:带电粒子在磁场中运动的问题。

综合运用牛顿动力学、动量守恒定律、动能定理等观念处理带电粒子在磁场、电场等组合或者复合场中运动的综合性问题。

2023新课标要求2.1.1 通过实验，认识安培力。

能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。

了解安培力在生产生活中的应用。

2.1.2 通过实验，认识洛伦兹力。

能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。

2.1.3 能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。

了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。

知与旧知的联系，另一方面指出它们的关键不同。

讲完洛伦兹力之后,教材又不失时机地提到，通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现。

第24讲 安培力和洛伦兹力紧扣考纲 考情再现考点一 安培力的大小、左手定则(1)定义：____________在磁场中受到的力叫做安培力．(2)安培力的大小：当B ⊥I 时，F ＝________.(3)左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让________________垂直穿入手心，并使四指指向________的方向，那么，拇指所指的方向就是通电导线所受____________的方向．特别提醒 (1)安培力的大小与导体棒在磁场中所放的位置有关，当B ⊥I 时，F ＝BIL ；当B ∥I 时，F ＝0.(2)安培力既垂直于磁场方向又垂直于电流方向．例1 (2018·江苏学测)如图1所示，单匝线圈abcd 置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，ab 边长为L ，与磁场方向垂直，线圈中的电流为I ，则ab 边所受安培力的大小为( )图1A ．0B ．BIL C.B IL D.IL B例2 (2018·连云港学测模拟)图中分别标出了在匀强磁场中的通电直导线的电流I ，磁场的磁感应强度B 和所受安培力F 的方向，其中正确的是( )考点二洛伦兹力(1)定义：磁场对____________的作用力叫做洛伦兹力；(2)方向：伸开________手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让__________________穿过手心，使________指向正电荷运动方向(负电荷运动的反方向)，这时________所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向．(3)大小：当v⊥B时，洛伦兹力最大，当B∥v时，洛伦兹力为________．特别提醒(1)电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷所受洛伦兹力最大；电荷在磁场中静止和电荷运动方向与磁场方向平行时，均不受洛伦兹力作用．(2)用左手定则判断时注意：四指指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向．(3)洛伦兹力只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小．例3(2017·江苏学测)如图2所示，电子e向上射入匀强磁场中，此时该电子所受洛伦兹力的方向是( )图2A．向左B．向右C．垂直于纸面向里D．垂直于纸面向外例4(2018·无锡学测模拟)下图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是( )例5如图3所示，在两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场与匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直．以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动，下列说法正确的是( )图3A ．粒子一定带负电B ．粒子的速度大小v ＝B EC ．若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动D ．若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化1．(2018·江苏学测)电视机显像管的原理示意图如图3所示，若偏转磁场B 的方向垂直于纸面向外，则电子束经过磁场时的偏转方向是( )图3A ．向上B ．向下C ．向纸面内侧D ．向纸面外侧2．(2016·江苏学测)匀强磁场中有一通电直导线，电流I 的方向如图4所示，则该导线所受安培力的方向( )图4A ．向上B ．向下C ．垂直纸面向里D ．垂直纸面向外3．(2015·江苏学测)探究影响安培力大小因素的实验装置如图5所示，直导线垂直磁场方向置于磁场中某处．当导线中电流为I 时，导线所受安培力大小为F ；现仅将导线中电流减小为I 2时，导线所受安培力大小为( )图5A ．2FB ．F C.F 2 D.F 44．(2015·江苏学测)如图6所示，匀强磁场方向竖直向下，一正电荷水平向右射入匀强磁场中．此时，该电荷所受洛伦兹力的方向是( )图6A ．向上B ．向下C ．垂直纸面向外D ．垂直纸面向里5．(2018·宿迁学测模拟)下列图中，洛伦兹力方向判断正确的是( )答案精析考点突破考点一(1)通电导体 (2)BIL (3)磁感线 电流 安培力例1 B例2 B [运用左手定则判断，A 、D 中通电直导线不受力，C 中通电直导线受力向下，B 正确．] 考点二(1)运动电荷 (2)左 磁感线 四指 拇指 (3)0例3 B [应用左手定则判断运动电荷所受洛伦兹力的方向，让磁感线垂直穿过手心，本题中四指指向电子运动的反方向，大拇指指向右侧，该电子所受洛伦兹力的方向向右，B 正确．] 例4 C [根据左手定则判断，A 、B 中电荷不受力；C 、D 中四指应指向负电荷运动的反方向，大拇指指向受力方向，C 正确．]例5 C [粒子做直线运动，说明竖直方向受力平衡，即qvB ＝qE ，可得v ＝E B ，选项B 错误；当v ＝E B 时，无论粒子带正电还是负电，在竖直方向均受力平衡，选项A 错误；如果粒子速度大小改变，就会导致洛伦兹力变化，因此粒子将做曲线运动，选项C 正确；不管粒子速度怎么变，在匀强电场中，粒子所受电场力不变，选项D 错误．]真题演练1．A 2.A 3.C 4.D 5.D。

1．洛伦兹力的方向磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。

左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同学一平面内。

让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的．．．正电荷．．．在磁场中所受洛伦兹力的方向。

2．洛伦兹力的大小知识点睛9.1 洛伦兹力第9讲 洛伦兹力设有一段长为l 的直导线，横截面积为S ，单位体积内的自由电荷数为n ，每个电荷带电荷量为q ，运动速度为v 。

由以上条件可知，导线中电流Q nSlqI nqSv t t===。

若导线垂直．．于磁场方向放置，则导线所受安培力F BIl nqSvBl ==。

安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力．．．．．．．，这段导线中含有的运动电荷数为N nSl =，所以洛伦兹力______________F =。

3洛伦兹力、左手定则本题暑假讲义出现过，老师如果觉得 学生需要练习判断洛伦兹力方向的判断，可以选用1．如图所示，带电粒子在匀强磁场中运动，试判定各粒子受洛伦兹力的方向、带电粒子的电性或运动例题精讲方向。

【答案】 甲：洛伦兹力在纸面内，方向垂直于v 向下。

乙：瞬时速度在纸面内，垂直于F 斜向下。

丙：洛伦兹力方向垂直于纸面向里。

丁：粒子带负电。

【例1】 电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做A ．匀速直线运动B ．匀速圆周运动C ．加速减速交替的运动D ．来回振动 【答案】 A【例2】 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。

下列表述正确的是A ．洛伦兹力对带电粒子做功B ．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C ．洛伦兹力的大小与速度无关D ．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【答案】 B【例3】 有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T ，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为149.610N -⨯，则质子射入速度为 ，质子在磁场中向 方向偏转。

第41讲洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动1.会计算洛伦兹力的大小，并能判断其方向.2.掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，并能解决确定圆心、半径、运动轨迹、周期、运动时间等相关问题．一、洛伦兹力1．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力．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＝0.二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．考点一洛伦兹力的特点与应用1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面．(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用．(4)左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷．(5)洛伦兹力一定不做功．总结: 洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的大小，但它可改变运动电荷(或带电体)速度的方向，影响带电体所受其他力的大小，影响带电体的运动时间等★重点归纳★1、洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹力 电场力性质 磁场对在其中运动的电荷的作用力 电场对放入其中电荷的作用力产生条件 v ≠0且v 不与B 平行 电场中的电荷一定受到电场力作用大小 F ＝qvB (v ⊥B ) F ＝qE力方向与场 方向的关系 一定是F ⊥B ，F ⊥v ，与电荷电性无关 正电荷受力与电场方向相同，负电荷受力与电场方向相反做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功，也可能不做功力为零时场的情况 F 为零，B 不一定为零 F 为零，E 一定为零作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向2、洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力．(2) 洛伦兹力对电荷不做功；安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功★典型案例★．如图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（） A ．B．C．D．【答案】 A★针对练习1★（多选）如图所示，质量为m，电荷量为＋q的带电粒子，以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM∶ON＝3∶4，粒子重力不计，则下列说法中不正确的是()A．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4B．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4C．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4D．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3【答案】AD★针对练习2★图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。

题一各种性质的力和物体的平衡【重点知识梳理】一．各种性质的力：1．重力：重力与万有引力、重力的方向、重力的大小G = mg (g随高度、纬度、地质结构而变化)、重心（悬吊法，支持法）；2．弹力：产生条件（假设法、反推法）、方向（切向力，杆、绳、弹簧等弹力方向）、大小F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) ；3．摩擦力：产生条件（假设法、反推法）、方向（法向力，总是与相对运动或相对运动趋势方向相反）、大小（滑动摩擦力：f= μN ；静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解）4．万有引力：F=G（注意适用条件）；5．库仑力：F=K(注意适用条件) ；6．电场力：F=qE (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)；7．安培力：磁场对电流的作用力。

公式：F= BIL （B⊥I）方向一左手定则；8．洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。

公式：f=BqV (B⊥V) 方向一左手定则；9．核力：短程强引力。

二．平衡状态：1．平衡思想：力学中的平衡、电磁学中的平衡（电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁流体发电机等）、热平衡问题等；静态平衡、动态平衡；2．力的平衡：共点力作用下平衡状态：静止（V=0，a=0）或匀速直线运动（V≠0，a=0）；物体的平衡条件，所受合外力为零。

∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0；推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。

[2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向三、力学中物体平衡的分析方法：1．力的合成与分解法（正交分解法）； 2．图解法；3．相似三角形法； 4．整体与隔离法；【分类典型例题】一．重力场中的物体平衡：题型一：常规力平衡问题解决这类问题需要注意：此类题型常用分解法也可以用合成法，关键是找清力及每个力的方向和大小表示！多为双方向各自平衡，建立各方向上的平衡方程后再联立求解。

第38讲 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动★重难点一、洛伦兹力和电场力的比较★1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功。

(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。

(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向。

2．洛伦兹力与电场力的比较★重难点二、带电粒子在匀强磁场中的运动★1．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的思想方法和理论依据一般说来，要把握好“一找圆心，二定半径，三求时间”的分析方法。

在具体问题中，要依据题目条件和情景而定。

解题的理论依据主要是由牛顿第二定律列式：qvB ＝m v 2r ，求半径r ＝mv qB 及运动周期T ＝2πr v ＝2πm qB。

2．确定圆心的方法(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，P 为入射点，M 为出射点。

)(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P 为入射点，M 为出射点)。

3．半径的确定方法可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小。

4．计算运动时间的方法主要有两种方法：一是利用t ＝α2πT ；二是由运动学公式t ＝x v，式中α为圆心角，T 为周期，x 为轨迹的弧长，v 为线速度。

5．带电粒子运动的临界和极值问题(思想方法)（1）临界问题的分析思路物理现象从一种状态变化成另一种状态时存在着一个过渡的转折点，此转折点即为临界状态点。

与临界状态相关的物理条件称为临界条件，临界条件是解决临界问题的突破点。

（2）临界问题的一般解题模式为：①找出临界状态及临界条件；②总结临界点的规律；③解出临界量。

第8讲安培定则、安培力温馨寄语纵观近几年的真题，我们发现高考对本章知识考查的难度较大。

重力场、电场和磁场构成的复合场问题一直是同学学们的弱项，还有带电粒子在磁场中的圆周运动，对值得注意的是，本章中还有一部分内容，磁场对通电直导线的作用力——安培力，对它的考查往往会与后面一章的电磁感应相结本章知识可分为三大块：①电流周围的磁场②磁场对电流的作用——安培力1．磁场⑴ 磁场：客观存在于磁体或电流周围的一种物质。

⑵ 磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流可 的作用。

⑶ 地球的磁场地球的磁场与条形磁铁相似，主要特点有以下三点：①地磁场的N 极在地球南极附近，S 极在地球北极附近，磁感线如图所示。

②地磁场B 的水平分量（x B ）总是从地球的南极指向地球的北极，而竖直分量（y B ）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。

③在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。

2．磁感应强度]为了描述磁场的强弱，我们定义一个物理量——磁感应强度．．．．．，用B 表示。

⑴ 定义式：FB IL。

当通电导线垂直．．于磁场方向放置时，F 是导线受到的磁场力，I 是导线中的电流，L 是导线长度。

⑵ 在国际单位制中，磁感应强度的单位是 ，符号是T 。

⑶ 磁感应强度大小处处相等、方向处处相同学的磁场，叫做 。

. . ]知识点睛8.1 磁场关于磁感应强度，我们需要注意以下两点：①与电场强度E 一样，磁感应强度B 是由磁场本身．．．．决定的。

我们规定，可以自由转动的小磁针在磁场中静止时________极的指向为通过实验，我们得到以下 结论： ①磁场对放入其中的电流 有力的作用。

②电流垂直于磁场方向时 受磁场力最大。

3．磁感线与电场线一样，我们可以用磁感线．．．来形象地描述磁场的强弱．．和方向．．。

规定磁感线上每一点的方向为该点的磁场方向，磁感线越密．．的地方磁场越，磁感线越疏．．的地方磁场越。

《安培力作用下的平衡和做功问题》教学设计一、教材分析本节内容选自高中物理磁场章节安培力部分，是高中物理学习中的重要内容之一，也是高考重点考查的部分。

因此，有必要对此部分内容进行深入分析，化繁为简，使学生在知其然的同时知其所以然。

安培力作为磁场的基本内容，在整个电磁感应中也起到了连接过渡作用，为后续电磁场专题的复习打下了基础。

二、学情分析本节面对学生为高三学生，此前学生已经复习了力学、电场、恒定电流等内容，对物体的受力分析、运动分析以及电学知识有了较为扎实的基础，具有一定的分析和运算能力。

本节课需要学生通过动手比划，将磁场中的立体图转化为平面图，因此需要学生具有一定的物理建模能力和空间想象能力，对学生的抽象思维要求较高。

而本班学生基础较为薄弱，故课堂先以教师示范引出，再由学生独立判断，进而加大题目难度，层层递进，形成教师辅助，学生主体的教学模式。

三、学科核心素养【物理观念】知道安培力的概念、公式及左手定则。

【科学思维】通过空间想象和实际操作，构建物理模型，将导体棒受安培力的立体图转化为平面图，进而化繁为简，能应用安培力的知识解决安培力作用下的平衡问题和做功问题。

【科学探究】通过动手操作，体会立体图转化的方法。

【科学态度与责任】通过课堂活动的参与，形成仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

通过本节课的学习，知道物理与生活实际的联系，从而利用所学知识创造更便捷的生活。

四、教学重难点【教学重点】安培力立体图的转化；安培力综合问题的求解【教学难点】安培力立体图的转化教学过程（一）开门见山、展示目标前面我们已经复习了磁场的相关概念和安培力的公式及左手定则，这节课我们继续深入学习安培力的综合问题。

（二）探究归纳、精讲点拨。

首先来看安培力作用下的平衡问题。

对此类问题，通常按以下三个步骤进行求解。

对物体进行受力分析和列平衡方程，同学们都不陌生，因此我们重点讲一下立体图的转化。

那么如何画平面图呢？我们先来看个例子。

富县高级中学集体备课教案年级：高三理科目：物理授课人：课题磁场安培力1 第课时三维目1、磁场、磁感应强度、磁感线2、安培力重点1、磁场、磁感应强度、磁感线2、安培力中心发言人陈熠难点磁感应强度、安培力教具课型课时安排课时教法学法个人主页教学过程考点一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本性质：(2)方向：2．磁感应强度考点二、磁感线、电流周围的磁场1．磁感线：2．磁感线的特点3．几种常见的磁场(1)磁铁周围的磁场(2)几种电流周围的磁场分布（P227）磁感应强度的理解与叠加磁感应强度是用比值法定义的，其大小由磁场本身的性质决定，与放入的直导线的电流I的大小、导线长度L的大小无关．故不能根据B＝FIL就说B与F成正比，与IL成反比．(1)安培定则的应用：在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”.(2)磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则．例1：如图所示，在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线，电流大小相等，a、b、c是等边三角形的三个顶点，a处电流在三角形几何中心O点产生的磁场的磁感应强度大小为B，求O点处的磁感应强度．教学过程答案：2B，方向平行于ab连线向右1－1：有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．线段MN上只有一点的磁感应强度为零考点三、安培力1．安培力的方向(1)左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥．2．安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F＝BIL.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零基础自测．小结作业：随堂演练教后反思审核人签字：年月日。

教科版物理高考第一轮复习——安培力、洛伦兹力问题归纳（学案）题的形式，也可以通过计算题的形式出现，且所占分值比重较大。

三、重难点解析：（一）磁场、磁现象的电本质1. 磁场：是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质。

变化的电场也能产生磁场。

2. 磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时，不受磁场力作用）。

3. 磁场的方向：在磁场中的任意一点，小磁针北极所指的方向，即能够自由转动的小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。

4. 磁现象的电本质磁体、电流和运动电荷的磁场都产生于电荷的运动。

（二）磁感应强度：1. 磁场的最基本的性质是对放入其中的电流有磁场力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。

2. 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫做磁感应强度，即IL F B 。

（1）磁感应强度是矢量，其方向是小磁针静止时N 极的指向，不是磁场中电流所受磁场力方向。

（2）磁感应强度B是由磁场自身性质决定的，与磁场中是否存在电流及IL乘积大小无关。

（3）在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉（T）。

1T=1N/A·m。

3. 匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同，那么这个区域里的磁场叫做匀强磁场。

4. 磁场的叠加：空间如果同时存在两个以上的电流或磁体在该点激发的磁场，某点的磁感应强度B是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的矢量和，且满足平行四边形定则。

问题1：磁感应强度矢量性问题：如图所示，平行于纸面向右的匀强磁场的磁感应强度B1=1T，长L=1m的直导线中有I=1A 的恒定电流，导线平行于纸面与B1成θ＝60°的夹角时，发现所受安培力为零，而将导线垂直纸面放置时，测出其所受安培力大小为2N，则该区域内同时存在的另一平行于纸面的匀强磁场的磁感应强度可能等于（）A. T3B. T32C. T7 D. T72答案：AD变式1：如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1=1T。