2025高考物理 人教版選擇性必修第2冊(cè)專項(xiàng)復(fù)習(xí)含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第2冊(cè)專項(xiàng)復(fù)習(xí)2025高考物理人教版選擇性必修第2冊(cè)專項(xiàng)復(fù)習(xí)第一章安培力與洛倫茲力1．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力第1課時(shí)安培力的方向及大小課標(biāo)要求1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)安培力。2．能判斷安培力的方向，會(huì)計(jì)算安培力的大小。3．了解安培力在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。4．了解磁電式電流表的結(jié)構(gòu)和工作原理。素養(yǎng)目標(biāo)1．物理觀念：知道安培力的定義及安培力大小的決定因素。會(huì)用F＝IlB計(jì)算安培力。掌握左手定則，并會(huì)用它判斷安培力的方向。2．科學(xué)思維：經(jīng)歷磁場(chǎng)方向與電流方向不垂直時(shí)安培力大小的推導(dǎo)過(guò)程。能用微元法處理彎曲導(dǎo)線中電流所受安培力的問題。3．實(shí)驗(yàn)探究：會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究安培力方向與電流方向、磁場(chǎng)方向的關(guān)系；通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出安培力大小與電流大小、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)度及導(dǎo)線的放置方式有關(guān)。4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識(shí)安培力在生產(chǎn)生活和科學(xué)技術(shù)中的重要應(yīng)用，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)習(xí)慣。安培力的方向1．安培力通電導(dǎo)線在_磁場(chǎng)中__受的力稱為安培力。2．影響安培力方向的因素安培力的方向與_磁場(chǎng)__方向、_電流__方向有關(guān)。3．左手定則如圖所示，伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指_垂直__，并且都與手掌在同一個(gè)_平面__內(nèi)。讓磁感線從_掌心__進(jìn)入，并使四指指向_電流__的方向，這時(shí)_拇指__所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向?！号幸慌小?1)通電導(dǎo)線所受安培力的方向與磁場(chǎng)的方向相同。(×)(2)通電導(dǎo)線所受安培力的方向與磁場(chǎng)的方向垂直。(√)(3)通電導(dǎo)線所受安培力的方向與直線電流的方向垂直。(√)(4)通電導(dǎo)線電流方向一定與磁場(chǎng)方向垂直。(×)『想一想』(2024·廣東佛山高二期中)某老師在課上做了一個(gè)如圖所示的實(shí)驗(yàn)：把一根柔軟的彈簧懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，觀察通電后的現(xiàn)象。(1)如圖所示，從彈簧中取相鄰的兩個(gè)線圈分析，閉合開關(guān)使電路導(dǎo)通，下方線圈電流和上方線圈電流方向相同還是相反？?jī)蓚€(gè)線圈相互吸引還是排斥？(2)依據(jù)第(1)問的結(jié)論，請(qǐng)簡(jiǎn)述彈簧通電后該裝置產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；(3)通電時(shí)，電源的電能會(huì)全部轉(zhuǎn)化成彈簧的機(jī)械能嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。答案：見解析解析：(1)通電后，下方線圈電流和上方線圈電流方向相同，根據(jù)安培定則和左手定則可知，同向電流相吸引，所以兩個(gè)線圈相互吸引。(2)通電后，由于線圈間電流方向相同，每層線圈之間均相互吸引，彈簧收縮，下端離開水銀后，電路斷開，彈簧在重力的作用下伸長(zhǎng)，下端接觸水銀后重復(fù)以上動(dòng)作，所以彈簧將會(huì)不斷地上下振動(dòng)。(3)不會(huì)，因?yàn)殡娫磧?nèi)部，彈簧及水銀都有電阻，通電時(shí)會(huì)有熱量產(chǎn)生，所以電源的電能不會(huì)全部轉(zhuǎn)化成彈簧的機(jī)械能。安培力的大小1．一般表達(dá)式：F＝IlBsinθ。θ為磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通電導(dǎo)線電流方向之間的夾角。2．說(shuō)明：A.當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線垂直時(shí)，即電流方向與磁感線垂直時(shí)，所受的安培力最大：F＝_IlB__。B．當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線平行時(shí)，所受安培力_為零__。『判一判』(5)不通電的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定不受安培力。(√)(6)通電的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受安培力。(×)(7)對(duì)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某段導(dǎo)線而言，所通電流越大，所受安培力越大。(×)(8)安培力等于零的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零。(×)磁電式電流表1．構(gòu)造寫出圖中磁電式電流表各部件的名稱。①_磁鐵__，②_極靴__，③_鐵質(zhì)圓柱__，④_螺旋彈簧__，⑤_線圈__，⑥_指針__。2．原理通電線圈在磁場(chǎng)中受到_安培力__而偏轉(zhuǎn)。(1)線圈_偏轉(zhuǎn)的角度__越大，被測(cè)電流就越大。(2)根據(jù)_線圈偏轉(zhuǎn)__的方向，可以知道被測(cè)電流的方向。3．構(gòu)造特點(diǎn)兩極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿_半徑__方向，使線圈無(wú)論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都與磁場(chǎng)方向_平行__，從而使刻度盤刻度均勻。4．優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是_靈敏度__高，能測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的_導(dǎo)線很細(xì)__，允許通過(guò)的電流很弱。『選一選』(2024·浙江嘉興高二期末)如圖甲為磁電式微安表的結(jié)構(gòu)，圖乙為極靴和鐵質(zhì)圓柱間的磁場(chǎng)分布，線圈a、b兩邊通以圖示方向電流，線圈兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，則(D)A．線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．a(chǎn)、b兩邊受安培力相同C．線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直D．線圈平面總與磁場(chǎng)方向平行答案：D解析：由左手定則可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，二力大小相等，方向相反，線圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故A、B錯(cuò)誤；由圖可知，線圈平面總與磁場(chǎng)方向平行，故C錯(cuò)誤，D正確。探究安培力的方向要點(diǎn)提煉1.安培力的方向不管電流方向與磁場(chǎng)方向是否垂直，安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，即總有F⊥I和F⊥B。(1)已知I、B的方向，可唯一確定F的方向。(2)已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定I的方向。(3)已知F、I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能唯一確定。2．靜電力與安培力的比較與安培力相比，靜電力是縱向力，其方向總是與電場(chǎng)方向平行，而安培力是橫向力，其方向總是與磁場(chǎng)方向垂直。典例剖析1．畫出(或說(shuō)明)圖中各磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向。思路引導(dǎo)：解答此類題目時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)安培力總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所確定的平面；(2)I、B方向不垂直時(shí)，讓磁感線斜著穿過(guò)掌心。答案：見解析解析：A、B、C、D、E、F、G中電流方向均與磁場(chǎng)方向垂直，而H中電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直，由左手定則判斷如圖：對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?請(qǐng)畫出如圖所示的甲、乙、丙三種情況下，導(dǎo)線受到的安培力的方向。答案：見解析解析：畫出甲、乙、丙三種情況的側(cè)面圖，利用左手定則判定出在甲、乙、丙三種情況下，導(dǎo)線所受安培力的方向如圖所示：探究安培力的大小要點(diǎn)提煉1.同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場(chǎng)中，受力情況不同，如圖所示。(1)如圖甲，通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，此時(shí)安培力最大，F(xiàn)＝IlB。(2)如圖乙，通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行，此時(shí)安培力最小，F(xiàn)＝0。(3)如圖丙，通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向成θ角，此時(shí)可以分解磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖丁所示，于是有安培力大小為F＝IlBsinθ，這是一般情況下安培力的表達(dá)式。2．對(duì)安培力F＝IlBsinθ的理解(1)當(dāng)B與I垂直時(shí)，即sin90°＝1，則F＝IlB；當(dāng)B與I成θ角時(shí)，F(xiàn)＝IlBsinθ，θ是B的方向與I的方向的夾角。(2)L是有效長(zhǎng)度，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖)；相應(yīng)的等效電流沿L由始端流向末端。3．F＝IlBsinθ的適用條件導(dǎo)線所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式僅適用于很短的通電導(dǎo)線。4．電流在磁場(chǎng)中的受力特點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中一定會(huì)受到靜電力作用，但是電流在磁場(chǎng)中不一定受安培力作用。當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流不受安培力作用。且電流受安培力方向與電流垂直，而電荷受靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向共線。典例剖析2．(2024·安徽省滁州中學(xué)高二期末)如圖所示，半圓形導(dǎo)線abc通以恒定電流I，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)線長(zhǎng)為πl(wèi)，直徑ac與磁場(chǎng)方向夾角為θ＝30°。該導(dǎo)線受到的安培力大小為(C)A．2BIl B．eq\r(3)BIlC．BIl D．eq\f(\r(3),2)BIl答案：C解析：該導(dǎo)線受到的安培力F＝BILacsinθ＝BIl，故選C。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?(2024·河北邯鄲高二期末)如圖甲所示，長(zhǎng)為2l的直導(dǎo)線MN折成邊長(zhǎng)相等、夾角為60°的“V”形并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以電流I時(shí)，該“V”形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為F。若如圖乙所示，在MN間接上長(zhǎng)為l的相同直導(dǎo)線，使從M點(diǎn)流入、N點(diǎn)流出的電流仍為I，則該三角形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為(C)A．0 B．0.5FC．F D．1.5F答案：C解析：根據(jù)題意，對(duì)彎折的導(dǎo)線，其所受安培力的有效長(zhǎng)度為電流流入端、電流流出端兩點(diǎn)連線的直線長(zhǎng)度，對(duì)于甲圖有F甲＝BIl＝F，對(duì)于乙圖F乙＝F1＋F2＝BI1l＋BI2l，又有I＝I1＋I(xiàn)2，則有F乙＝BIl＝F，故選C。探究磁電式電流表要點(diǎn)提煉1.磁電式電流表的工作原理通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測(cè)電流就越大；線圈偏轉(zhuǎn)的方向不同，被測(cè)電流的方向不同。2．磁電式電流表的磁場(chǎng)特點(diǎn)兩磁極間裝有極靴，極靴中間有鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，保持線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所受安培力的方向總與線圈平面垂直，使表盤刻度均勻。3．磁電式電流表的靈敏度(1)電流表的靈敏度：是指在通入相同電流的情況下，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，偏角越大，靈敏度越高。(2)提高靈敏度的方法：如果要提高磁電式電流表的靈敏度，就要使在相同電流下導(dǎo)線所受的安培力增大，可通過(guò)增加線圈的匝數(shù)、增大永磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度、增加線圈的面積和減小轉(zhuǎn)軸處摩擦等方法實(shí)現(xiàn)。典例剖析3．(多選)(2024·江蘇南通高二階段練習(xí))某磁電式電流表結(jié)構(gòu)如圖甲所示，矩形線圈匝數(shù)為n，長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為l。矩形線圈放在均勻輻射狀磁場(chǎng)中如圖乙所示，兩條長(zhǎng)邊經(jīng)過(guò)的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)線圈長(zhǎng)邊中電流為I時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ，則當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為2θ時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．線圈中電流變?yōu)?IB．通過(guò)線圈的磁通量變?yōu)樵瓉?lái)2倍C．線圈的一側(cè)長(zhǎng)邊受到的安培力大小為2nBILD．線圈所受安培力大小為2nBIL思路引導(dǎo)：磁電式電流表內(nèi)部磁感線輻射分布，可保證線圈無(wú)論轉(zhuǎn)到哪個(gè)位置，線圈平面總和磁場(chǎng)方向平行，安培力大小總是BIl，從而保證指針偏轉(zhuǎn)角度大小和電流大小成正比。答案：AC解析：磁電式電流表偏轉(zhuǎn)角度與通電電流成正比，當(dāng)線圈長(zhǎng)邊中電流為I時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ，則當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為2θ時(shí)，線圈長(zhǎng)邊中電流為2I，故A正確；由于線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，所以穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，故B錯(cuò)誤；由F＝BIL可知，線圈一側(cè)長(zhǎng)邊所受安培力F＝2nBIL，故C正確；由于線圈兩側(cè)長(zhǎng)邊所受安培力等大反向，所以整個(gè)線圈所受安培力為零，故D錯(cuò)誤。故選AC。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?關(guān)于磁電式電流表，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．指針穩(wěn)定后，螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙效果與線圈受到的安培力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果方向是相反的B．通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)角也越大C．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，各處的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)D．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈所受安培力大小與電流大小有關(guān)，而與所處位置無(wú)關(guān)答案：C解析：螺旋彈簧形變發(fā)生的阻礙效果與線圈受到的安培力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果方向相反，線圈才能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使指針穩(wěn)定。電流表內(nèi)磁場(chǎng)都沿半徑方向，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)到不同位置，它的平面都跟磁感線平行，線圈左右兩邊所在之處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，所以安培力大小與電流大小有關(guān)，而與線圈所處位置無(wú)關(guān)，電流越大，安培力越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度越大。只有C錯(cuò)。安培定則與左手定則的比較安培定則(右手螺旋定則)左手定則應(yīng)用判斷電流的磁場(chǎng)方向判斷電流在磁場(chǎng)中的受力方向內(nèi)容具體情況直線電流環(huán)形電流或通電螺線管電流在磁場(chǎng)中條件大拇指指向電流的方向四指彎曲的方向指向電流的環(huán)繞方向磁感線穿過(guò)手掌心，四指指向電流方向結(jié)果四指彎曲方向表示磁感線的方向大拇指指向軸線上的磁感線方向大拇指指向電流受到的安培力的方向案例(2024·山東青島高二期末)我國(guó)超遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)世界領(lǐng)先，白鶴灘—江蘇輸電工程全長(zhǎng)2087km，采用±800千伏特高壓直流輸電，如圖為白鶴灘—江蘇輸電線路中3根水平導(dǎo)線a、b、c,3根導(dǎo)線互相平行且間距相等，其中a、b導(dǎo)線位于同一水平面內(nèi)，3根導(dǎo)線流過(guò)的電流大小關(guān)系為Ic＝2Ia＝2Ib，方向如圖。已知通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝keq\f(I,r)(r為磁場(chǎng)中某點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離，k為常數(shù))，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)、c兩根導(dǎo)線相互吸引B．b、c兩根導(dǎo)線對(duì)a的安培力方向豎直向下C．a(chǎn)、b兩根導(dǎo)線對(duì)c的安培力方向豎直向下D．圖中三角形中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零答案：B解析：a、c兩根導(dǎo)線電流反向，根據(jù)安培定則與左手定則可知，a、c兩根導(dǎo)線相互排斥，A錯(cuò)誤；根據(jù)B＝keq\f(I,r)，Ic＝2Ia＝2Ib，F(xiàn)＝BIl，得Fac＝2Fab，如圖1，則sinθ＝eq\f(Fab,Fac)＝eq\f(1,2)，得θ＝30°，則b、c兩根導(dǎo)線對(duì)a的安培力方向豎直向下，B正確；a、b兩根導(dǎo)線對(duì)c的安培力均為排斥力，且大小相等，則a、b兩根導(dǎo)線對(duì)c的安培力方向豎直向上，C錯(cuò)誤；如圖2，三角形中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，D錯(cuò)誤。一、安培力的方向1．(2024·湖北荊州沙市中學(xué)高二期末)如圖所示，兩根在同一水平面內(nèi)、相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線A和B分別通有方向相同的電流I1和I2，且I1>I2。a點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線的正中間。不考慮地磁場(chǎng)的影響。下列說(shuō)法中正確的是()A．導(dǎo)線A和B間的安培力是斥力B．A受的安培力比B受的安培力大C．a(chǎn)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里D．a(chǎn)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外答案：C解析：根據(jù)左手定則可知，通有方向相同電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線相互吸引，導(dǎo)線A和B間的安培力是吸引力，A受的安培力與B受的安培力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，方向相反，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)右手螺旋定則可知，長(zhǎng)直導(dǎo)線A在a點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，長(zhǎng)直導(dǎo)線B在a點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，由于I1>I2，a點(diǎn)處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，故C正確，D錯(cuò)誤。二、安培力的大小2．如圖所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架abcd。其中ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab＝bc＝cd＝L，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻為R0，框架與一電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻r＝0.8R0的電源相連接，垂直于框架平面有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則梯形框架abcd受到的安培力的大小為()A．0 B．eq\f(LEB,R0)C．eq\f(2ELB,5R0) D．eq\f(3ELB,5R0)答案：B解析：因?yàn)閍bcd部分的電阻為3R0，而ad部分的電阻2R0，可知并聯(lián)電阻為R＝eq\f(3R0×2R0,3R0＋2R0)，電路總電流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(E,2R0)，線框的等效長(zhǎng)度為2L，線框的整體研究，則整個(gè)線框受安培力為F＝I·2LB＝eq\f(ELB,R0)。故選B。3．(2024·山東濰坊高二期末)如圖所示，在空間中分布著沿x軸正方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一金屬導(dǎo)線制成半徑為r的eq\f(3,4)圓環(huán)放置在xOy平面內(nèi)。當(dāng)圓環(huán)中通過(guò)由a到b的電流I時(shí)，圓環(huán)受到的安培力大小和方向分別為()A．BIr，垂直xOy平面向里B．BIr，垂直xOy平面向外C.eq\r(2)BIr，垂直xOy平面向外D.eq\r(2)BIr，垂直xOy平面向里答案：A解析：線圈在磁場(chǎng)中的等效長(zhǎng)度為r，則受安培力大小為BIr，由左手定則可知，安培力方向垂直xOy平面向里。故選A。4．(2024·黑龍江高二月考)如圖所示為電流天平的示意圖。當(dāng)左邊導(dǎo)線框通以圖示方向電流時(shí)，天平恰好平衡。如改變電流方向而仍維持天平平衡，則需在天平右端再加上質(zhì)量為2Δm砝碼。由此可見通電線框在磁場(chǎng)中所受的安培力的大小為()A.eq\f(1,2)Δmg B．ΔmgC．2Δmg D．3Δmg答案：B解析：根據(jù)左手定則，導(dǎo)線框通以圖示方向電流時(shí)，安培力向上，電流反向后安培力大小不變，方向變成向下，假設(shè)通電線框在磁場(chǎng)中所受的安培力的大小為F安，根據(jù)平衡條件可得2F安＝2Δmg，解得F安＝Δmg，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。5．(多選)(2024·江蘇省奔牛高級(jí)中學(xué)高二期末)一固定絕緣斜面體處在如圖所示的磁場(chǎng)中，現(xiàn)將一根通電直導(dǎo)體棒輕放在光滑斜面上，棒中電流方向垂直紙面向外，導(dǎo)體棒可能靜止的是()答案：AC解析：由左手定則判定導(dǎo)體棒受到的安培力豎直向上，當(dāng)安培力恰恰等于重力時(shí)就能靜止在斜面上，故A正確；由左手定則判定導(dǎo)體棒受到的安培力豎直向下，而斜面是光滑的，所以導(dǎo)體棒不能靜止在斜面上，故B錯(cuò)誤；由左手定則判定導(dǎo)體棒受到的安培力沿斜面向上，還有豎直向下的重力和垂直斜面向上的支持力，三力可能平衡，故C正確；由左手定則判定導(dǎo)體棒受到的安培力沿斜面向下，三力不能平衡，故D錯(cuò)誤。6．(2024·浙江省高二階段練習(xí))如圖所示，把柔軟的鋁箔條折成天橋狀并用膠紙粘牢兩端固定在桌面上，使蹄形磁鐵橫跨過(guò)“天橋”，當(dāng)電池與鋁箔接通時(shí)()A．鋁箔條中部向左方運(yùn)動(dòng)B．鋁箔條中部向下方運(yùn)動(dòng)C．蹄形磁鐵對(duì)桌面的壓力增大D．蹄形磁鐵對(duì)桌面的壓力減小答案：C解析：由題意可知，通過(guò)天橋的電流方向由外向內(nèi)，而磁場(chǎng)方向由N到S極，根據(jù)左手定則可知，箔條中部受到的安培力向上，鋁箔條中部向上方運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律，知磁鐵受力方向向下，對(duì)桌面的壓力增大，C正確，D錯(cuò)誤。7．(2024·湖北高二期末)已知通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電導(dǎo)線的電流大小成正比，與到通電導(dǎo)線的距離成反比。如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)體棒P通過(guò)兩根等長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸掛在豎直絕緣光滑墻面上等高的A、B兩點(diǎn)的正下方，并通以電流IP。另一導(dǎo)體棒Q也通過(guò)兩根等長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸掛在A、B兩點(diǎn)，并通以電流IQ。靜止時(shí)懸掛Q的兩細(xì)線與豎直墻面有一定夾角，然后緩慢增大導(dǎo)體棒P中的電流。下列說(shuō)法正確的是()A．懸掛Q的細(xì)線拉力逐漸增大B．懸掛P的細(xì)線拉力逐漸增大C．IP與IQ方向相同D．若P中的電流增大一倍，則兩導(dǎo)體棒的距離增大一倍答案：B解析：如圖甲所示，對(duì)導(dǎo)體棒Q受力分析。記PQ距離為d，AQ距離為L(zhǎng)，AP距離為H，由三力平衡知eq\f(mQg,H)＝eq\f(2FT,L)＝eq\f(FA,d)，故懸掛Q的細(xì)線拉力FT大小不變，故A錯(cuò)誤；如圖乙所示，將兩根導(dǎo)體棒視為整體受力分析，設(shè)懸掛Q的細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則有2FT′＋2FTcosθ＝(mQ＋mP)g，緩慢增大導(dǎo)體棒P中的電流，θ逐漸增大，故懸掛P的細(xì)線拉力FT′逐漸增大，故B正確；由題意可知，兩棒互相排斥，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，故電流方向相反，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒P在導(dǎo)體棒Q處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝keq\f(IP,d)，故導(dǎo)體棒Q受到的安培力FA＝IQBLQ，得FA＝keq\f(IPIQLQ,d)∝eq\f(IP,d)，而FA＝eq\f(mQg,H)d∝eq\f(IP,d)，故eq\f(IP,d)∝d，d∝eq\r(IP)，故P中的電流增大一倍時(shí)，兩導(dǎo)體棒的距離增大eq\r(2)倍，故D錯(cuò)誤。有獎(jiǎng)糾錯(cuò)活動(dòng)尊敬的老師您好：感謝您選用《衡中學(xué)案》、《成才之路—高中新課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)》系列圖書。為進(jìn)一步提升圖書質(zhì)量，開展有獎(jiǎng)糾錯(cuò)活動(dòng)。希望您將使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問題以及對(duì)本書的建議反饋給我們，公司將視情況給予獎(jiǎng)勵(lì)，名額有限，感謝您的參與支持！另外，有編寫經(jīng)驗(yàn)并愛好編寫工作的老師，我們誠(chéng)摯邀請(qǐng)與您合作！詳談聯(lián)系方式：手微信同)手微信同)手機(jī)19932270399(微信同)第2課時(shí)安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題探究安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷要點(diǎn)提煉1.判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的常規(guī)思路(1)不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)體的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況。(2)結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)體所受安培力的方向。(3)由導(dǎo)體的受力情況判定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向。2．判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法電流元法把整段導(dǎo)線分為多段電流元，先用左手定則判斷每段電流元受安培力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成立特殊位置法通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的反作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向典例剖析1．(多選)(2024·北大附中高二期末)如圖所示，一金屬直棒MN兩端接有細(xì)導(dǎo)線，懸掛于線圈正上方，為使MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以將()A．a(chǎn)、c端接電源正極，b、d端接電源負(fù)極B．a(chǎn)、d端接電源正極，b、c端接電源負(fù)極C．b、d端接電源正極，a、c端接電源負(fù)極D．a(chǎn)、c端用導(dǎo)線連接，b端接電源正極，d端接電源負(fù)極答案：BD解析：a、c端接電源正極，b、d端接電源負(fù)極，根據(jù)安培定則可知，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，再根據(jù)左手定則可知MN受到的安培力向里，則MN垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)，不符合題意要求，故A錯(cuò)誤；a、d端接電源正極，b、c端接電源負(fù)極，根據(jù)安培定則可知，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，再根據(jù)左手定則可知MN受到的安培力向外，則MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，符合題意要求，故B正確；b、d端接電源正極，a、c端接電源負(fù)極，根據(jù)安培定則可知，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，再根據(jù)左手定則可知MN受到的安培力向里，則MN垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)，不符合題意要求，故C錯(cuò)誤；a、c端用導(dǎo)線連接，b端接電源正極，d端接電源負(fù)極，根據(jù)安培定則可知，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，再根據(jù)左手定則可知MN受到的安培力向外，則MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，符合題意要求，故D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?(多選)(2024·河北滄州泊頭市第一中學(xué)高二期末)如圖所示，兩根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b相互垂直，a通過(guò)細(xì)線懸掛在天花板上且可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，b通過(guò)絕緣支架固定在地面上?，F(xiàn)同時(shí)給a通以沿導(dǎo)線向右的電流，給b通以沿導(dǎo)線向外的電流。下列說(shuō)法正確的是()A．剛通電流時(shí)，導(dǎo)線a左半部分垂直紙面向里轉(zhuǎn)，右半部分垂直紙面向外轉(zhuǎn)B．剛通電流時(shí)，導(dǎo)線a左半部分垂直紙面向外轉(zhuǎn)，右半部分垂直紙面向里轉(zhuǎn)C．導(dǎo)線a轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，細(xì)線對(duì)a的拉力大于導(dǎo)線的重力D．導(dǎo)線a轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，細(xì)線對(duì)a的拉力小于導(dǎo)線的重力答案：AC解析：根據(jù)安培定則可知通電電流b在其周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)為逆時(shí)針方向，如圖所示，將導(dǎo)線a處的磁場(chǎng)分解為豎直方向和水平方向，根據(jù)左手定則可知a導(dǎo)線左半部分受到的安培力垂直紙面向里，右半部分受到的安培力垂直紙面向外，轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，a、b電流方向相同，彼此安培力為引力，所以繩子拉力大于重力，故A、C正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?如圖所示，A為一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一根通電直導(dǎo)線，電流方向如圖所示。當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO′順時(shí)針(從上往下看)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受安培力的方向是()A．豎直向上 B．豎直向下C．垂直紙面向里 D．垂直紙面向外答案：C解析：電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，因?yàn)閳A盤帶負(fù)電，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，形成逆時(shí)針方向(從上往下看)的電流，根據(jù)安培定則可知，在圓盤正上方形成的磁場(chǎng)的有效分量方向豎直向上，根據(jù)左手定則可得直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直紙面向里。故選C。探究安培力作用下物體的平衡問題要點(diǎn)提煉1.解安培力作用下的平衡與解一般物體平衡方法類似，只是多畫出一個(gè)安培力。一般解題步驟為：(1)明確研究對(duì)象。(2)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(chǎng)的方向標(biāo)注在圖上。(3)正確受力分析，然后根據(jù)平衡條件：F合＝0列方程求解。2．分析求解安培力時(shí)需要注意的問題(1)首先畫出通電導(dǎo)體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向。(2)安培力大小與導(dǎo)體放置的角度有關(guān)，但一般情況下只要求導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直的情況，其中L為導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度，為有效長(zhǎng)度。典例剖析2．(多選)(2024·山西呂梁高二期末)如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，處于一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為0.8T。金屬棒MN的質(zhì)量為10－2kg，電阻R＝8Ω，水平放置在傾角為θ＝45°的導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。電源電動(dòng)勢(shì)E為10V，內(nèi)阻r＝1Ω，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，MN處于靜止?fàn)顟B(tài)。(g＝10m/s2)則()A．金屬棒MN受到的安培力方向水平向右B．金屬棒MN受到的安培力大小為0.1NC．變阻器R1此時(shí)的電阻值為7ΩD．當(dāng)變阻器R1滑片向左滑時(shí)，金屬棒將沿導(dǎo)軌下滑答案：BC解析：根據(jù)左手定則，金屬棒所受安培力的方向水平向左，故A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，對(duì)金屬棒受力分析，由平衡條件有FA＝mgtanθ＝0.1N，故B正確；根據(jù)題意，此時(shí)有FA＝ILB，由閉合電路的歐姆定律有I＝eq\f(E,R＋r＋R1)，解得R1＝7Ω，故C正確；當(dāng)變阻器R1滑片向左滑時(shí)，接入電路的電阻減小，電流增大，則安培力變大，則金屬棒將沿導(dǎo)軌上滑，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?如右圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝4Ω；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α＝53°角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，線對(duì)ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：(1)通過(guò)ab的電流大小和方向；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范圍。答案：(1)2A，方向?yàn)橛蒩到b(2)5N(3)0.5N≤G≤7.5N解析：(1)由閉合電路的歐姆定律可得，通過(guò)ab的電流I＝eq\f(E,R＋R0＋r)＝eq\f(10,4＋0.9＋0.1)A＝2A方向?yàn)橛蒩到b。(2)ab受到的安培力F＝ILB＝2×0.5×5N＝5N。(3)對(duì)ab受力分析，如圖所示，最大靜摩擦力：fmax＝μ(mg－Fcos53°)＝3.5N由平衡條件得，當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時(shí)：FT1＝Fsin53°＋fmax＝7.5N當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時(shí)：FT2＝Fsin53°－fmax＝0.5N由于重物受力平衡，即G＝FT則重物重力G的取值范圍為0.5N≤G≤7.5N。1．(2024·浙江高三練習(xí))通有電流的直導(dǎo)線I豎直放置，且I可繞O點(diǎn)向各個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電流方向如圖所示，O為I的中心，下列哪種情況將會(huì)發(fā)生()A．導(dǎo)線I受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．導(dǎo)線I受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)上端向外，下端向里轉(zhuǎn)動(dòng)C．導(dǎo)線I受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)上端向里，下端向外轉(zhuǎn)動(dòng)D．導(dǎo)線I不受磁場(chǎng)力的作用，故不轉(zhuǎn)動(dòng)答案：C解析：磁感線分布如圖所示，用左手定則判斷通電直導(dǎo)線上端受安培力方向向外，下端受安培力方向也向外，上端磁感線疏松，下端磁感線密集，可知上端磁感應(yīng)強(qiáng)度小，導(dǎo)線受安培力較小，下端磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，導(dǎo)線受安培力較大，所以導(dǎo)線I受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)下端向外，上端向里轉(zhuǎn)動(dòng)。2．(2023·天津靜海一中高二階段練習(xí))如圖所示，水平桌面上放條形磁鐵，磁鐵N極上方吊著導(dǎo)線與磁鐵垂直，導(dǎo)線中通入向紙內(nèi)的電流，則產(chǎn)生的情況是()A．彈簧的彈力變小B．彈簧可能被壓縮C．條形磁鐵對(duì)桌面壓力變大D．條形磁鐵對(duì)桌面的摩擦力向左答案：D解析：以導(dǎo)線為研究對(duì)象，導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)方向斜向右上方，導(dǎo)線中電流方向向里，由左手定則可知，導(dǎo)線所受安培力的方向斜向右下，彈簧拉力變大，A、B錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可得，條形磁鐵受到左上方的作用力，所以條形磁鐵對(duì)桌面壓力減小，條形磁鐵對(duì)桌面的摩擦力向左，C錯(cuò)誤，D正確。3．(多選)把輕質(zhì)的導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線掛在磁鐵的N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈中心且與線圈在同一平面內(nèi)，如圖所示。當(dāng)線圈通以圖示電流時(shí)，線圈將()A．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)遠(yuǎn)離磁鐵B．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近磁鐵C．靜止不動(dòng)D．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)答案：BD解析：由安培定則可知，線圈向外的一面為S極，因?yàn)楫惷艠O相互吸引，因此從上往下看，線圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵，故B、D選項(xiàng)正確。4．(2024·廣東珠海月考)如圖，在傾角為α(α<45°)的光滑斜面上，與底邊平行放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、通電電流為I的直導(dǎo)體棒。欲使此導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)方向由豎直向上沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中，關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)()A．此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大B．此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸減小C．此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為eq\f(mgsinα,IL)D．此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為eq\f(mgtanα,IL)答案：C解析：對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，受重力mg、支持力FN，和安培力FA，三力平衡，合力為零，將支持力FN和安培力FA合成，合力與重力相平衡，如圖所示。從圖中可以看出，安培力FA先變小后變大，由于FA＝BIL，且電流I和導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度L均不變，故磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大；由圖可以看出當(dāng)FA平行于斜面時(shí)有最小值，BminIL＝mgsinα，解得Bmin＝eq\f(mgsinα,IL)，此過(guò)程中安培力豎直向上時(shí)最大，大小為mg，則B的最大值為eq\f(mg,IL)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤?；A(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．(2024·河南周口高二階段練習(xí))以光滑絕緣水平面為xOy平面建立Oxyz空間坐標(biāo)系。兩條無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線甲、乙通有相等的電流I，初始時(shí)甲通過(guò)絕緣桿固定在如圖位置，電流方向與x軸正方向相同，乙靜止放置在xOy平面上與y軸平行。釋放后，下列說(shuō)法中正確的是()A．直導(dǎo)線乙始終保持靜止?fàn)顟B(tài)B．俯視直導(dǎo)線乙將要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．俯視直導(dǎo)線乙將要逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．直導(dǎo)線乙對(duì)水平面的壓力將變大答案：C解析：沿x軸負(fù)向觀察直導(dǎo)線甲，產(chǎn)生逆時(shí)針磁場(chǎng)，直導(dǎo)線乙在y>0區(qū)域受到向x軸正方向安培力，y<0區(qū)域受到沿x軸負(fù)方向安培力，俯視時(shí)導(dǎo)線乙逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)后直導(dǎo)線乙受到的安培力有向上的分量，對(duì)水平面壓力變小。故選C。2．(2023·江蘇南京高二期末)等邊三角形電阻絲與電源構(gòu)成如圖所示電路，D、E分別是BC、AC的中點(diǎn)，當(dāng)線圈處在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的不同位置時(shí)，線圈所受安培力最小的是()答案：C解析：四個(gè)電路中的電流I和磁場(chǎng)B都相同，根據(jù)F＝ILB可知，線圈受安培力的大小主要取決線圈在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度；設(shè)三角形邊長(zhǎng)為a，則A圖中有效長(zhǎng)度等于三角形的高，即LA＝eq\f(\r(3),2)a，B圖中有效長(zhǎng)度等于ED距離，即LB＝eq\f(1,2)a，C圖中有效長(zhǎng)度等于E點(diǎn)到AB的距離，即LC＝eq\f(\r(3),4)a，D圖中有效長(zhǎng)度等于ED距離，即LD＝eq\f(1,2)a，即有效長(zhǎng)度最短的是C，即C圖受安培力最小。故選C。3．(多選)(2024·廣東江門高二競(jìng)賽)如圖所示，用絕緣細(xì)繩懸掛一矩形導(dǎo)線框且導(dǎo)線框底邊水平，導(dǎo)線框通有逆時(shí)針方向的電流(從右側(cè)觀察)，在導(dǎo)線框的正下方、垂直于導(dǎo)線框平面有一直導(dǎo)線PQ?，F(xiàn)在PQ中通以水平向左的電流，在短時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()A．從上往下觀察導(dǎo)線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．從上往下觀察導(dǎo)線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．細(xì)繩受力會(huì)變得比導(dǎo)線框重力大D．細(xì)繩受力會(huì)變得比導(dǎo)線框重力小答案：AC解析：由安培定則判斷出通電導(dǎo)線PQ在線框處的磁場(chǎng)方向平行于線框平面從外向里，根據(jù)左手定則，可知線框外側(cè)電流受安培力向右，線框內(nèi)側(cè)電流受安培力向左，從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；線框沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度后，線框靠近導(dǎo)線PQ處的邊的電流的方向向左，由左手定則可知，其受到的安培力的方向向下，線框上邊的電流的方向向右，由左手定則可知，其受到的安培力的方向向上，由于導(dǎo)線在線框上邊產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于導(dǎo)線在線框下邊產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以整體受安培力向下，細(xì)繩受力會(huì)變得比導(dǎo)線框重力大，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。4．(多選)(2024·黑龍江高二開學(xué)考試)如圖所示為電流天平，可用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，線圈匝數(shù)為N＝25匝，水平邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.1m，豎直邊長(zhǎng)H＝0.3m，線圈的下部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，當(dāng)線圈中通有電流I＝1.0A(方向如圖)時(shí)，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼，使天平平衡。當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí)，左邊再加上質(zhì)量為m＝0.5kg的砝碼，天平重新平衡(天平的左右兩臂等長(zhǎng)，g取10m/s2)。由此可知()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝1.0TD．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝2.0T答案：BC解析：假設(shè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，開始線圈受到的安培力向上，電流方向相反，則安培力反向，變?yōu)樨Q直向下，相當(dāng)于右邊多了兩倍的安培力大小，所以需要在左邊加砝碼，符合題意，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)mg＝2NILB，解得B＝1.0T，C正確，D錯(cuò)誤。5．(多選)如圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，如圖乙線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則()甲乙A．該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直C．線圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl答案：CD解析：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，A錯(cuò)誤；線圈平面總與磁場(chǎng)方向平行，B錯(cuò)誤；在圖示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，C正確；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，D正確。6．如圖所示，三條長(zhǎng)度相同的直導(dǎo)線a、b、c垂直于紙面固定放置，相互之間的距離均為L(zhǎng)。在三條直導(dǎo)線中均通有大小相等的電流I，其中直導(dǎo)線a、c中的電流方向垂直紙面向里，直導(dǎo)線b中的電流方向垂直紙面向外，則直導(dǎo)線a與直導(dǎo)線b所受安培力的大小之比為()A.eq\r(3)∶1 B．1∶eq\r(3)C．1∶1 D．eq\r(2)∶eq\r(3)答案：B解析：如圖甲所示，直導(dǎo)線b、c中的電流在直導(dǎo)線a所在處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，設(shè)為B，夾角為120°，由幾何關(guān)系知直導(dǎo)線a所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，直導(dǎo)線a所受安培力的大小為Fa＝IdB。如圖乙所示，直導(dǎo)線a、c中的電流在直導(dǎo)線b所在處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，為B，夾角為60°，則根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成可知直導(dǎo)線b所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為eq\r(3)B，直導(dǎo)線b所受安培力大小為Fb＝eq\r(3)IdB，可知Fa∶Fb＝1∶eq\r(3)。故選B。7．(2024·湖北孝感高二期末)如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒電阻為R，初始時(shí)靜止于光滑的水平固定平行導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。兩導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。其間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與軌道平面成θ角斜向右上方，且與導(dǎo)體棒MN垂直，重力加速度為g，開關(guān)S閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則()A．導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BELsinθ,R)C．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為eq\f(BELsinθ,mR)D．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN對(duì)導(dǎo)軌壓力大小為mg－eq\f(BELcosθ,R)答案：C解析：開關(guān)閉合，由左手定則可知，安培力方向?yàn)榇怪贝鸥芯€向右下方，從而導(dǎo)致導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)閉合瞬間，根據(jù)安培力公式F＝ILB，I＝eq\f(E,R)可得F＝eq\f(BEL,R)，而安培力的方向與導(dǎo)軌成90°－θ的夾角，再根據(jù)力的分解及牛頓第二定律可知，加速度a＝eq\f(BELsinθ,mR)，故B錯(cuò)誤，C正確；由平衡條件可知：開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN對(duì)導(dǎo)軌壓力大小為FN＝mg＋eq\f(BELcosθ,R)，故D錯(cuò)誤。8．(2023·云南宣威市高二期末)如圖，兩根傾斜金屬導(dǎo)軌M、N與地面的夾角θ＝37°，兩導(dǎo)軌間距為d＝0.5m，金屬棒ab的質(zhì)量為m＝0.1kg，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝1T，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝4V，R為滑動(dòng)變阻器，其他電阻不計(jì)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使金屬棒在導(dǎo)軌上靜止。g取10m/s2。(1)若導(dǎo)軌光滑，則滑動(dòng)變阻器的阻值為多少？(2)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25，則滑動(dòng)變阻器的阻值為多少？答案：(1)eq\f(10,3)Ω(2)2.5Ω≤R≤5Ω解析：(1)斜面光滑，金屬棒受到安培力與重力沿斜面的分力平衡eq\f(BEd,R)＝mgsin37°，解得R＝eq\f(10,3)Ω。(2)金屬棒剛好不上滑，有mgsin37°＋μmgcos37°＝eq\f(BEd,R)，解得R＝2.5Ω，金屬棒剛好不下滑，有mgsin37°＝μmgcos37°＋eq\f(BEd,R)，解得R＝5Ω，所以要保持靜止，應(yīng)滿足2.5Ω≤R≤5Ω。能力提升練9．(多選)(2024·陜西寶雞高二期末)如圖所示，兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b平行放置，a、b中的電流分別為I和2I，此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力大小為F，當(dāng)在a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線c后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?F，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小為()A．3F B．4FC．5F D．6F答案：AC解析：同向電流相互吸引，則開始時(shí)ab之間的引力為F；若c中通有向上的電流，則c對(duì)ab為吸引力，因此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?F，則c對(duì)a的引力大小為F，則c對(duì)b的引力為2F，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小為3F；若c中通有向下的電流，異向電流排斥，則c對(duì)ab為排斥力，因此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?F，則c對(duì)a的斥力大小為3F，則c對(duì)b的斥力為6F，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小為5F，故A、C正確。10．(2024·河北承德縣第一中學(xué)高二期末)若在未來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了磁單極子，其周圍存在均勻輻射磁場(chǎng)且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足B＝eq\f(k,r)，r為空間某點(diǎn)與磁單極子的距離。如圖所示，質(zhì)量為m、半徑為R的圓環(huán)通有恒定的電流I時(shí)恰好能水平靜止在N極磁單極子正上方H處，已知重力加速度大小為g，則()A．靜止時(shí)圓環(huán)中沒有電流B．靜止時(shí)圓環(huán)沿其半徑方向有擴(kuò)張的趨勢(shì)C．若將圓環(huán)向上平移一小段距離后由靜止釋放，則圓環(huán)下落到初始靜止位置時(shí)加速度最大D．靜止時(shí)圓環(huán)中的電流I＝eq\f(mgH2＋R2,2πkR2)答案：D解析：圓環(huán)靜止在N極正上方，則其受力平衡，圓環(huán)所受安培力豎直向上，根據(jù)左手定則可知，靜止時(shí)圓環(huán)中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(俯視)，故A錯(cuò)誤；靜止時(shí)圓環(huán)上的各點(diǎn)受到的安培力的方向斜向上，如圖所示，有沿半徑向里的分力，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)，故B錯(cuò)誤；在水平方向，根據(jù)圓環(huán)的對(duì)稱性可知，環(huán)上各點(diǎn)所受的安培力在水平方向上的分力的合力為零，在豎直方向上的分力的合力與重力大小相等，設(shè)圓環(huán)上各點(diǎn)受到的安培力與豎直方向的夾角為θ，則BI·2πRcosθ＝mg，根據(jù)幾何關(guān)系有cosθ＝eq\f(R,\r(H2＋R2))，根據(jù)題意可得B＝eq\f(k,\r(H2＋R2))，靜止時(shí)圓環(huán)中的電流I＝eq\f(mgH2＋R2,2πkR2)，故D正確；圓環(huán)豎直方向受到的安培力F＝BI·2πRcosθ＝eq\f(2πkIR2,H2＋R2)，將圓環(huán)向上平移一小段距離后安培力將減小，由靜止釋放圓環(huán)，開始時(shí)重力大于安培力，環(huán)將加速下落，向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中安培力增大，合力先減小，之后安培力大于重力，合力增大，圓環(huán)下落到初始靜止位置時(shí)，合外力為零，加速度為零，速度達(dá)到最大，故C錯(cuò)誤。11．(多選)(2024·山東東營(yíng)高二期末)如圖所示，一種將藥物透過(guò)皮膚注入體內(nèi)的高壓噴射器，噴射器的泵體是一個(gè)長(zhǎng)方體槽，泵體上部與豎直絕緣細(xì)管相連。已知槽高為h；槽的左、右兩側(cè)為導(dǎo)電金屬壁，間距為L(zhǎng)，金屬壁間電壓為U；上、下、前、后均為絕緣壁，其中前、后壁間距為d，垂直于前壁向后有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。噴射器正常工作時(shí)，藥液受安培力作用被壓到細(xì)管中完成注射。已知藥液的電阻率為ρ。下列說(shuō)法正確的是()A．槽的右壁應(yīng)接電源正極B．槽的左壁應(yīng)接電源正極C．藥液受到的安培力大小為eq\f(BUh,dρ)D．藥液受到的安培力大小為eq\f(BUhd,ρ)答案：BD解析：根據(jù)題意可知，藥液受到的安培力向上，根據(jù)左手定則可知，電流方向由左向右，槽的左壁應(yīng)接電源正極，故A錯(cuò)誤，B正確；藥液的電阻為R＝ρeq\f(L,S)＝eq\f(ρL,hd)，藥液受到的安培力大小為F＝IBL＝eq\f(U,R)BL＝eq\f(BUhd,ρ)，故C錯(cuò)誤，D正確。12．(多選)(2023·安徽滁州高二階段練習(xí))如圖所示，三條長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b、c都通以垂直紙面的電流，其中a、b兩根導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外。O點(diǎn)與a、b、c三條導(dǎo)線距離相等，且Oc⊥ab?，F(xiàn)在O點(diǎn)垂直紙面放置一小段通電導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里，導(dǎo)線受力方向如圖所示。則可以判斷()A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與F相同B．長(zhǎng)導(dǎo)線c中的電流方向垂直紙面向外C．長(zhǎng)導(dǎo)線a中電流I1小于b中電流I2D．長(zhǎng)導(dǎo)線c中電流I3小于b中電流I2答案：BC解析：根據(jù)左手定則可知，安培力的方向F與O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定垂直，故A錯(cuò)誤；由題目圖，結(jié)合右手螺旋定則可知，長(zhǎng)導(dǎo)線a在O處磁場(chǎng)方向由O指向c，同理，長(zhǎng)導(dǎo)線b在O處磁場(chǎng)方向由c指向O，根據(jù)左手定則，可知，長(zhǎng)導(dǎo)線a對(duì)O處的通電導(dǎo)線的安培力由O指向b，而長(zhǎng)導(dǎo)線b對(duì)O處的通電導(dǎo)線的安培力由O指向a，要保證O處電流所受的安培力F如圖中方向，則I3對(duì)O處電流的安培力方向F3必定沿cO方向。由此可判斷長(zhǎng)導(dǎo)線c中的電流方向垂直紙面向外，故B正確；根據(jù)圖中O點(diǎn)放置的通電導(dǎo)線受力方向F的特點(diǎn)，利用平行四邊形定則可知，長(zhǎng)導(dǎo)線a對(duì)O處的通電導(dǎo)線的安培力F1小于長(zhǎng)導(dǎo)線b對(duì)O處的通電導(dǎo)線的安培力F2，即有F2>F1，可知a中的電流I1小于b中電流I2，故C正確；根據(jù)上述分析，可知，長(zhǎng)導(dǎo)線c中電流I3與b中電流I2大小關(guān)系不能夠確定，故D錯(cuò)誤。13．(2023·江蘇高三階段練習(xí))如圖所示，水平面內(nèi)的光滑導(dǎo)軌平行放置，左端MM′與電路相連，右端NN′垂直放置導(dǎo)體ab，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，導(dǎo)軌間距d＝0.2m，導(dǎo)體ab的質(zhì)量m＝0.01kg，電源電動(dòng)勢(shì)E＝24V，內(nèi)阻r＝1Ω，R1＝4Ω，R2＝5Ω電容C＝1000μF。開關(guān)S先接1，穩(wěn)定后再接到2，導(dǎo)體ab水平飛出，電容器還殘留q＝0.002C電荷。求：(1)開關(guān)S接1穩(wěn)定時(shí)電容器上的電荷量Q；(2)導(dǎo)體ab飛出時(shí)的速度v。答案：(1)0.012C(2)0.2m/s解析：(1)根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律可得，開關(guān)S接1穩(wěn)定時(shí)電路中電路為I＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝2.4A則電容器兩端電壓為UC＝IR2＝12V開關(guān)S接1穩(wěn)定時(shí)電容器上的電荷量Q＝CUC＝1000×10－6×12C＝0.012C。(2)根據(jù)題意，設(shè)開關(guān)S接2時(shí)，導(dǎo)體ab中的平均電流為I1，時(shí)間為Δt，則由動(dòng)量定理有BI1d·Δt＝mv－0又有I1·Δt＝Q－q聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v＝0.2m/s。2.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力課標(biāo)要求1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，認(rèn)識(shí)洛倫茲力。2．會(huì)判斷洛倫茲力的方向，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。3．了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。素養(yǎng)目標(biāo)1．物理觀念：通過(guò)觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，知道磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，知道什么是洛倫茲力。2．科學(xué)思維：知道洛倫茲力與安培力之間的關(guān)系，能從安培力的計(jì)算公式推導(dǎo)出洛倫茲力的計(jì)算公式，能用洛倫茲力的計(jì)算公式計(jì)算洛倫茲力的大小，會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向。3．科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用與哪些因素有關(guān)。4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)電視機(jī)顯像管工作原理的分析，體會(huì)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用。洛倫茲力的方向和大小1．洛倫茲力_運(yùn)動(dòng)電荷__在磁場(chǎng)中受到的力。2．洛倫茲力和安培力的關(guān)系通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力，實(shí)際上是_洛倫茲力__的宏觀表現(xiàn)。3．洛倫茲力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓_磁感線__從掌心進(jìn)入，并使四指指向_正電荷__運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受_洛倫茲力__的方向。負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向_相反__。(2)洛倫茲力方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于_B和v__所決定的平面。4．洛倫茲力的大小當(dāng)速度方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向分別滿足以下幾種情況時(shí)，洛倫茲力的大小分別是(1)當(dāng)v與B成θ角時(shí)：F＝qvBsinθ。(2)當(dāng)v⊥B時(shí)：F＝_qvB__。(3)當(dāng)v∥B時(shí)，F(xiàn)＝_0__。『判一判』(1)電荷在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到洛倫茲力的作用。(×)(2)僅在洛倫茲力作用下，電荷的動(dòng)能一定不會(huì)變化。(√)(3)應(yīng)用左手定則判斷洛倫茲力的方向時(shí)，四指一定指向電荷運(yùn)動(dòng)方向。(×)(4)電荷垂直磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受洛倫茲力最小，平行磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受洛倫茲力最大。(×)『選一選』(2024·寧夏長(zhǎng)慶高級(jí)中學(xué)高二期末)關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B答案：B解析：由左手定則可知F⊥B，F(xiàn)⊥v，B與v可以不垂直。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。電子束的磁偏轉(zhuǎn)1．電視機(jī)顯像管的構(gòu)造如圖所示，由電子槍、_偏轉(zhuǎn)線圈__和熒光屏組成。2．原理電子顯像管應(yīng)用了電子束_磁偏轉(zhuǎn)__的原理。3．掃描在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在_不斷變化__，使得電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)不斷移動(dòng)。電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫作一場(chǎng)，電視機(jī)每秒要進(jìn)行_50__場(chǎng)掃描?！号幸慌小?5)電視顯像管是靠磁場(chǎng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)的。(√)『選一選』(2024·江蘇揚(yáng)州高二開學(xué)考試)如圖所示為顯像管原理示意圖，若觀察到電子束()A．打在熒光屏正中的O點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向向上B．打在屏上A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)垂直紙面向里C．打在熒光屏上的B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)垂直紙面向里D．向上偏轉(zhuǎn)，則洛倫茲力對(duì)電子束做正功答案：C解析：如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，不產(chǎn)生磁場(chǎng)，則電子束將沿直線打在熒光屏正中的O點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則，打在屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直紙面向外，故B錯(cuò)誤；要使電子束打在熒光屏上的B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)垂直紙面向里，故C正確；洛倫茲力對(duì)電子束始終不做功，故D錯(cuò)誤。探究洛倫茲力的方向要點(diǎn)提煉1.決定洛倫茲力方向的三個(gè)因素電荷的電性(正、負(fù))，速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。當(dāng)電性一定時(shí)，其他兩個(gè)因素決定洛倫茲力的方向，如果只讓一個(gè)因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時(shí)讓兩個(gè)因素相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儭?．F、B、v三者方向間的關(guān)系電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向間沒有因果關(guān)系，兩者關(guān)系是不確定的。電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向確定洛倫茲力方向，F(xiàn)⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v所決定的平面。洛倫茲力與粒子運(yùn)動(dòng)方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的關(guān)系如圖所示。3．洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的方向隨電荷運(yùn)動(dòng)方向的變化而變化。但無(wú)論怎樣變化，洛倫茲力都與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷運(yùn)動(dòng)方向，不改變電荷速度大小。(1)判斷負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受洛倫茲力的方向，四指要指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向，也就是電流的方向。(2)電荷運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向不一定垂直，但洛倫茲力的方向一定垂直于磁場(chǎng)方向和速度方向。典例剖析1．(2024·浙江高二期中)如圖是電子射線管的示意圖，接通電源后，電子由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線，要使熒光屏上的亮線向上(z軸正方向)偏轉(zhuǎn)，現(xiàn)在射線管的正下方附近放一通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流方向應(yīng)該是()A．沿x軸正方向 B．沿x軸負(fù)方向C．沿y軸正方向 D．沿y軸負(fù)方向答案：A解析：要使熒光屏上的亮線向上偏轉(zhuǎn)，即使電子受到向上的洛倫茲力，據(jù)左手定則可知，射線管處的磁場(chǎng)應(yīng)沿－y方向，結(jié)合通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)特點(diǎn)可知，在射線管正下方放置的通電直導(dǎo)線的電流方向應(yīng)沿x軸正方向，故選A。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?(2024·天津高二階段練習(xí))下列說(shuō)法正確的是()A．粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功B．通電直導(dǎo)線所受安培力一定對(duì)直導(dǎo)線不做功C．若通電直導(dǎo)線所受安培力是0，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定是0D．若運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力是0，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為0答案：A解析：粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受洛倫茲力與速度方向垂直，則永遠(yuǎn)不做功，選項(xiàng)A正確；通電直導(dǎo)線所受安培力方向與直導(dǎo)線垂直，則安培力對(duì)直導(dǎo)線可能做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若通電直導(dǎo)線所受安培力是0，可能是直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行，而該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定是0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力是0，可能是電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向平行，而該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。探究洛倫茲力的大小要點(diǎn)提煉1.對(duì)公式F洛＝qvBsinθ的理解(1)適用條件：運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向不平行，當(dāng)v＝0時(shí)，F(xiàn)洛＝0，即相對(duì)磁場(chǎng)靜止的電荷不受洛倫茲力作用。(2)B、v夾角對(duì)洛倫茲力的影響：①當(dāng)θ＝90°時(shí)，v⊥B，sinθ＝1，F(xiàn)洛＝qvB，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)，洛倫茲力最大；②當(dāng)v∥B時(shí)，θ＝0°，sinθ＝0，F(xiàn)洛＝0，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行時(shí)，不受洛倫茲力；③若不垂直，F(xiàn)洛＝qvBsinθ。2．洛倫茲力和安培力的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別聯(lián)系①洛倫茲力是指單個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所受到的磁場(chǎng)力，而安培力是指通電導(dǎo)線(即大量帶電粒子)所受到的磁場(chǎng)力②洛倫茲力永不做功，而安培力可以做功①安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀解釋②大小關(guān)系：F安＝NF洛(N是導(dǎo)體中定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù))③方向關(guān)系：洛倫茲力與安培力的方向，均可用左手定則進(jìn)行判斷3.洛倫茲力與靜電力的比較內(nèi)容洛倫茲力靜電力性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)在其中運(yùn)動(dòng)的電荷的作用力電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷的作用力產(chǎn)生條件v≠0且v不與B平行電場(chǎng)中的電荷一定受到靜電力的作用大小F＝qvB(v⊥B)F＝qE力的方向與場(chǎng)的方向的關(guān)系一定是F⊥B，F(xiàn)⊥v正電荷所受力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負(fù)功，也可能不做功力F為零時(shí)，場(chǎng)的情況F為零，B不一定為零F為零，E一定為零作用效果只改變電荷運(yùn)動(dòng)速度的方向，不改變速度的大小既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)速度的方向盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為安培力就等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為。典例剖析2.如圖所示，一個(gè)帶電荷量為＋q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平絕緣面正好無(wú)壓力，應(yīng)該()A．使B的數(shù)值增大B．使磁場(chǎng)以速率v＝eq\f(mg,qB)向上移動(dòng)C．使磁場(chǎng)以速率v＝eq\f(mg,qB)向右移動(dòng)D．使磁場(chǎng)以速率v＝eq\f(mg,qB)向左移動(dòng)答案：D解析：使帶電體對(duì)水平絕緣面無(wú)壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好與重力平衡。靜止帶電體在靜止磁場(chǎng)里不受洛倫茲力，A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)向上移動(dòng)時(shí)，帶電體相對(duì)磁場(chǎng)向下運(yùn)動(dòng)，帶電體受到的洛倫茲力水平向右，不可能與重力平衡，B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)以速率v向右移動(dòng)時(shí)，帶電體相對(duì)磁場(chǎng)以速率v向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)帶電體受到的洛倫茲力豎直向下，不可能與重力平衡，C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)以速率v向左移動(dòng)時(shí)，帶電體相對(duì)磁場(chǎng)以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)帶電體受到的洛倫茲力豎直向上，當(dāng)qvB＝mg，即v＝eq\f(mg,qB)，帶電體對(duì)絕緣水平面無(wú)壓力，D正確。故選D。3．(2024·四川簡(jiǎn)陽(yáng)高二月考)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球在傾角為α的光滑斜面上由靜止開始下滑。若帶電小球下滑后某個(gè)時(shí)刻對(duì)斜面的壓力恰好為零，求：(1)小球的帶電性質(zhì)；(2)此時(shí)小球下滑的速度和位移的大小。答案：(1)帶正電(2)eq\f(mgcosα,qB)eq\f(m2gcos2α,2q2B2sinα)解析：(1)小球沿斜面下滑時(shí)，某個(gè)時(shí)刻對(duì)斜面的壓力為零，說(shuō)明其受到的洛倫茲力應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可判斷小球帶正電。(2)當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫榱銜r(shí)，有mgcosα＝qvB得小球此時(shí)的速度為v＝eq\f(mgcosα,qB)由于小球沿斜面方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a＝gsinα由勻加速運(yùn)動(dòng)的位移公式v2＝2ax得x＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(m2gcos2α,2q2B2sinα)。核心素養(yǎng)·思維升華帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題分析(1)確定研究對(duì)象即帶電粒子。(2)確定帶電粒子所帶電荷量的正、負(fù)以及速度方向。(3)由左手定則，判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向，并作出受力分析圖。(4)由平行四邊形定則，矢量三角形或正交分解法等方法，根據(jù)物體的平衡條件或牛頓第二定律列方程。(5)由題設(shè)條件和要求解方程或方程組，求出相關(guān)的物理量。(6)對(duì)于定性分析的問題還可以采用極限法進(jìn)行推理，從而得出結(jié)論。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?(2024·武漢高二期末)如圖所示，將一由絕緣材料制成的帶一定正電荷的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在傾斜的固定木板上，空間中存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。測(cè)得小滑塊的質(zhì)量為m，木板的傾角為θ，木板與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?；瑝K由靜止釋放，依次經(jīng)過(guò)A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，且AB＝CD＝d，小滑塊經(jīng)過(guò)AB、CD所用的時(shí)間均為t。重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()A．到達(dá)C點(diǎn)之前滑塊先加速后減速B．到達(dá)C點(diǎn)之前滑塊所受的摩擦力先增大后減小C．滑塊所帶的電荷量為eq\f(mgtsinθ,Bdμ)－eq\f(mgtcosθ,Bd)D．滑塊的加速度先減小后增大答案：C解析：以滑塊為對(duì)象，根據(jù)左手定則可知，滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程受到的洛倫茲力垂直斜面向下，滑塊由靜止釋放，根據(jù)牛頓第二定律可得mgsinθ－μ(mgcosθ＋qvB)＝ma，可知隨著滑塊速度的增大，滑塊的加速度減小，當(dāng)加速度減至0后，滑塊將做勻速運(yùn)動(dòng)，所以滑塊先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)。小滑塊經(jīng)過(guò)AB、CD所用的時(shí)間均為t，可知滑塊到達(dá)AB前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C之前滑塊先加速后勻速，滑塊所受的摩擦力先增大后不變，故A、B、D錯(cuò)誤；滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有v＝eq\f(d,t)，根據(jù)平衡條件可得mgsinθ＝μ(mgcosθ＋qvB)，聯(lián)立解得滑塊所帶的電荷量為q＝eq\f(mgtsinθ,Bdμ)－eq\f(mgtcosθ,Bd)，故C正確。洛倫茲力與現(xiàn)代科技1．速度選擇器如圖所示，D1和D2是兩個(gè)平行金屬板，分別連在電源的兩極上，其間有一電場(chǎng)強(qiáng)度為E的電場(chǎng)，同時(shí)在此空間加有垂直于電場(chǎng)方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。S1、S2為兩個(gè)小孔，且S1與S2連線方向與金屬板平行。速度沿S1、S2連線方向從S1飛入的帶電粒子只有做直線運(yùn)動(dòng)才可以從S2飛出。因此能從S2飛出的帶電粒子所受的靜電力與洛倫茲力平衡，即qE＝qvB。故只要帶電粒子的速度滿足v＝eq\f(E,B)，即使電性不同，比荷不同，也可沿直線穿出右側(cè)的小孔S2，而其他速度的粒子要么上偏，要么下偏，無(wú)法穿出S2，因此利用這個(gè)裝置可以達(dá)到選擇某一速度帶電粒子的目的，故稱為速度選擇器。2．磁流體發(fā)電機(jī)(1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。(2)根據(jù)左手定則，如右圖中的B板是發(fā)電機(jī)正極。(3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為d，等離子體速度為v，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差U＝Bdv。3．電磁流量計(jì)工作原理：如圖所示，圓柱形導(dǎo)管直徑為d，由非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動(dòng)，導(dǎo)電液體中的自由電荷(正、負(fù)離子，不計(jì)重力)在洛倫茲力的作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差，形成電場(chǎng)，當(dāng)自由電荷所受的靜電力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定，即：qvB＝qE＝qeq\f(U,d)，所以v＝eq\f(U,Bd)，因此液體流量Q＝Sv＝eq\f(πd2,4)·eq\f(U,Bd)＝eq\f(πdU,4B)。4．霍爾效應(yīng)如右圖所示，高度為h、厚度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。穩(wěn)定后，電勢(shì)差U與磁感應(yīng)強(qiáng)度B及帶電粒子定向移動(dòng)速度的關(guān)系：qvB＝qeq\f(U,h)，得U＝Bvh。若單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，通過(guò)導(dǎo)體的電流為I，則I＝nvSq，其中S＝hd，v＝eq\f(I,nqhd)，所以霍爾電壓U＝eq\f(BI,nqd)。案例1如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，滑動(dòng)變阻器最大電阻為R，開關(guān)K閉合。兩平行金屬極板a、b間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)以速度v水平勻速穿過(guò)兩極板。下列說(shuō)法正確的是()A．若將滑片P向上滑動(dòng)，粒子將向a板偏轉(zhuǎn)B．若將a極板向上移動(dòng)，粒子將向a板偏轉(zhuǎn)C．若增大帶電粒子的速度，粒子將向b板偏轉(zhuǎn)D．若增大帶電粒子電荷量，粒子將向b板偏轉(zhuǎn)答案：C解析：因電容器與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，將滑片P向上滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，故兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度要減小，故所受靜電力減小，則粒子將向b板偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；保持開關(guān)閉合，將a極板向上移動(dòng)一點(diǎn)，板間距離增大，電壓不變，由E＝eq\f(U,d)可知，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，帶電粒子受靜電力變小，則粒子將向b板偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤；若增大帶電粒子的速度，所受洛侖茲力增大，而所受靜電力不變，故粒子將向b板偏轉(zhuǎn)，C正確；若增大帶電粒子電荷量，所受靜電力增大，而所受洛侖茲力也增大，但兩者仍相等，故粒子將不會(huì)偏轉(zhuǎn)。D錯(cuò)誤。故選C。案例2(2024·安徽定遠(yuǎn)縣高二期中)如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)。一束等離子體(高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子)沿垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁場(chǎng)。將P、Q與電阻R相連接。下列說(shuō)法正確的是()A．P板的電勢(shì)低于Q板的電勢(shì)B．通過(guò)R的電流方向由b指向aC．若只改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，則通過(guò)R的電流保持不變D．若只增大粒子入射速度，則通過(guò)R的電流增大答案：D解析：等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則可知帶正電荷的粒子向上偏，打在上極板上，帶負(fù)電荷的粒子向下偏，打在下極板上。所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則P板的電勢(shì)高于Q板的電勢(shì)，流過(guò)電阻的電流方向由a指向b，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)P、Q之間電勢(shì)差穩(wěn)定時(shí)，粒子所受靜電力等于洛倫茲力，則有qeq\f(U,d)＝qvB，得U＝Bdv，由閉合電路的歐姆定律得I＝eq\f(U,R＋r)＝eq\f(Bdv,R＋r)，由該式可知，若只改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，則通過(guò)R的電流改變，若只增大粒子入射速度，則R中電流會(huì)增大，C錯(cuò)誤，D正確。案例3(多選)為了測(cè)量某實(shí)驗(yàn)廢棄液體的流量，需用到一種電磁流量計(jì)，其原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示模型：液體內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的管狀容器右側(cè)流入，左側(cè)流出，流量值Q等于單位時(shí)間通過(guò)橫截面的液體的體積，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的作用下，下列說(shuō)法正確的是()A．所有離子都受到豎直向下的洛倫茲力B．穩(wěn)定后測(cè)量得M、N間的電勢(shì)差U＝BvdC．電磁流量計(jì)也可以用于測(cè)量不帶電的液體的流速D．廢液流量Q＝eq\f(πUd,4B)(U為M、N間的電勢(shì)差)答案：BD解析：由左手定則可知，正離子受到的洛倫茲力向下，負(fù)離子受到的洛倫茲力向上，A錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，離子受力平衡，qvB＝qeq\f(U,d)，解得U＝Bvd，B正確；電磁流量計(jì)是通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的洛倫茲力使正、負(fù)離子往上、下兩管壁移動(dòng)，從而形成電勢(shì)差，通過(guò)測(cè)量電勢(shì)差的大小來(lái)計(jì)算流速，無(wú)法測(cè)不帶電的液體的流速，C錯(cuò)誤；廢液流量Q＝Sv，其中v＝eq\f(U,Bd)，S＝eq\f(πd2,4)，解得Q＝eq\f(πUd,4B)，D正確。故選BD。案例4(多選)一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬度為b，厚度為d，水平放置，將導(dǎo)體置于一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平且垂直于側(cè)面，如圖所示。當(dāng)在導(dǎo)體中通以圖示方向的電流I時(shí)，在導(dǎo)體的上下表面間用電壓表測(cè)得的電壓為UH，已知載流子為自由電子，電荷量為e，則下列判斷正確的是()A．導(dǎo)體內(nèi)載流子只受垂直于運(yùn)動(dòng)方向的洛倫茲力作用和豎直向下的靜電力作用B．用電壓表測(cè)UH時(shí)，電壓表的“＋”接線柱接下表面C．金屬導(dǎo)體的厚度d越大，UH越大D．該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為eq\f(BI,ebUH)答案：BD解析：導(dǎo)體內(nèi)載流子除了受垂直于運(yùn)動(dòng)方向的洛倫茲力作用和豎直向下的靜電力作用之外，還受到沿運(yùn)動(dòng)方向的一對(duì)平衡力的作用，A錯(cuò)誤；電子定向移動(dòng)的方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知在導(dǎo)體上表面上將聚集電子，所以用電壓表測(cè)UH時(shí)，電壓表的“＋”接線柱接下表面，B正確；根據(jù)平衡條件有eeq\f(UH,d)＝eBv，設(shè)該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式有I＝neSv＝nebdv，聯(lián)立兩式可得UH＝eq\f(BI,neb)，即UH與金屬導(dǎo)體的厚度d無(wú)關(guān)。并且導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n＝eq\f(BI,ebUH)，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。一、洛倫茲力的大小和方向1．(2024·寧夏石嘴山平羅中學(xué)高二階段練習(xí))下列有關(guān)安培力和洛倫茲力的說(shuō)法正確的是()A．判斷安培力和洛倫茲力的方向都用左手定則B．運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力的作用C．安培力與洛倫茲力的本質(zhì)相同，所以安培力和洛倫茲力都不做功D．一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某位置受到的安培力為零，則該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零答案：A解析：安培力是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，判斷兩力的方向都用左手定則，故A正確；運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中，若v與B平行，則不受洛倫磁力的作用，故B錯(cuò)誤；安培力與洛倫茲力的本質(zhì)相同，但是安培力可以做功，洛倫茲力一定不做功，故C錯(cuò)誤；一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某位置受到的安培力為零，可能是該位置I與B平行放置，則該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故D錯(cuò)誤。故選A。2．(2024·云南昭通高二開學(xué)考試)在B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量m＝1kg帶正電q＝1C的物體沿光滑的絕緣水平面以初速度v0＝10m/s向左運(yùn)動(dòng)，g＝10m/s2，如圖，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體受合力的大小為()A．10N B．20NC．30N D．0N答案：D解析：物體受到豎直向下的洛倫茲力和重力、豎直向上的支持力，因在豎直方向沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程物體所受的合力大小為0N。故選D。3．(多選)在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電子(不計(jì)重力)可能沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)的是()答案：BC解析：如電子水平向右運(yùn)動(dòng)，在A圖中靜電力水平向左，洛倫茲力豎直向下，故不可能沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；在B圖中，靜電力水平向左，洛倫茲力為零，故電子可能水平向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；在C圖中靜電力豎直向上，洛倫茲力豎直向下，電子向右可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C正確；在D圖中靜電力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故電子不可能做水平向右的直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。4．如圖所示，光滑絕緣的半圓形軌道豎直放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于軌道平面向外。軌道半徑為R，兩端a、c在同一高度上。將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，從軌道左端最高點(diǎn)a由靜止釋放，重力加速度為g，則小球從左向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的彈力N1與小球從右向左通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的彈力N2的差值為()A．2mg B．mgC．2qBeq\r(2gR) D．qBeq\r(2gR)答案：C解析：小球從左向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)有N1′－mg－qvB＝meq\f(v2,R)，eq\f(1,2)mv2＝mgR，N1′＝N1小球從右向左通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)有N2′＋qv′B－mg＝meq\f(v′2,R)，eq\f(1,2)mv′2＝mgR，N2′＝N2聯(lián)立解得N1－N2＝2qBeq\r(2gR)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。二、電子束的磁偏轉(zhuǎn)5．(2024·安徽合肥高二階段練習(xí))如圖甲所示是電視顯像管原理示意圖，電流通過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈，從而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過(guò)改變偏轉(zhuǎn)線圈的電流，虛線區(qū)域內(nèi)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱都在不斷變化，電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)就會(huì)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)掃描。不計(jì)電子的重力，當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)，電子束將打在熒光屏正中的O點(diǎn)，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其簡(jiǎn)化圖如圖乙。設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，若使電子打在熒光屏上的位置由M點(diǎn)逐漸移