最新人教版选修（2-1）安培力与磁电式仪表教案 思想方法提炼带电粒子在某种场（重力场、电场、磁场或复合场）中的运动问题，本质还是物体的动力 学问题电场力、磁场力、重力的性质和特点：匀强场中重力和电场力均为恒力，可能做功；洛伦兹力总不做功；电场力和磁场力都与电荷正负、场的方向有关，磁场力还受粒子的速度影响：反过来影响粒子的速度变化 .一、安培力1 .安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力【说明】磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.2 .安培力的计算公式： F=BILsin仕 通电导线与磁场方向垂直时 ，即日=900，此时安培力 有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即6=00,此时安培力有最小值 ，Fmin=0N ； 0 V Q 上 X B微粒作匀变速曲线运动，可将此曲线运动分解为水平方向和竖直方向两个匀7 . .,艾速直线运动来处理，如图3。由图2可知：f= Bqv解之得：V=2m由图3可知，微粒回到同一条电场线的时上二以= 2VWn6O、oz回间gg则微粒在电场线方向移过距离S = V t+i.t1 = Vcos60t = l 2 m2 mmgg p图2 X X X X B X X X XE、:x / x x ,%K -圣图 1 图3tgoi=看,a= 60*X=1.39( m)【解题回顾】本题的关键有两点：(2)将匀变速曲线运动分解(1)根据平衡条件结合各力特点画出三力关系;【例2】如图所示，质量为m,电量为q的带正电的微粒以初速度 vo垂直射入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，刚好沿直线射出该场区，若同一微粒以初速度vo/2垂直射入该场区，则微粒沿图示的曲线从P点以2Vo速度离开场区，求微粒在场区中B.的横向(垂直于vo方向)位移，已知磁场的磁感应强度大小为【解析】速度为 vo时粒子受重力、电场力和磁场力，三力在竖直方向平衡；速度为Vo/2时,磁场力变小，三力不平衡，微粒应做变加速度的曲线运动.当微粒的速度为 V0时,做水平匀速直线运动，有：qE=mg+qvoB ；当微粒的速度为 vo/2时,它做曲线运动，但洛伦兹力对运动的电荷不做功，只有重力和电场力做功，设微粒横向位移为s,由动能定理(qE-mg)s=1/2m(2v o)2-1/2m(v o/2)2.将式代入式得qvoBS=15mvo2/8,所以 s=15mvo/(8qB).，但这类只涉及初、末状态参【解题回顾】由于洛伦兹力的特点往往会使微粒的运动很复杂量而不涉及中间状态性质的问题常用动量、能量观点分析求解【例3】在xOy平面内有许多电子(质量为m,电量为e)从坐标原点O不断地以相同大小的速度vo沿不同的方向射入第一象限，如图所示，现加一个垂直于xOy平面的磁感应强度为B的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向x轴正方向运动，试求出符合条件的磁场的最小面积【分析】电子在磁场中运动轨迹是圆弧 ，且不同方向射出 的电子的圆形轨迹的半径相同 (r=mv o/Be).假如磁场区域 足够大，画出所有可能的轨迹如图所示 ，其中圆Oi和圆。2为从圆点射出，经第一象限的所有圆中的最低和最高位置的两个圆，若要使电子飞出磁场平行于 x轴,这些圆的最高点应是区域的下边界，可由几何知识证明，此下边界为一段圆弧将这些圆心连线(图中虚线 。1。2)向上平移一段长度为r=mvo/eB的距离即图中的弧ocb就是这些圆的最高点的连线，应是磁场区域的下边界圆。2的y轴正方向的半个圆应是磁场的上边界图中的