小學(xué)教案比的應(yīng)用

洛倫茲力的應(yīng)用。

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準備，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《洛倫茲力的應(yīng)用》，相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。

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第3節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用

俗話說，磨刀不誤砍柴工。教師要準備好教案，這是教師的任務(wù)之一。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？下面是由小編為大家整理的“第3節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用”，僅供參考，大家一起來看看吧。

第3節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用
【學(xué)習(xí)目標】洛倫茲力、圓周運動、圓心、半徑、運動時間
【學(xué)習(xí)重點】確定做勻速圓周運動的圓心
【知識要點】
一、基礎(chǔ)知識：
1、洛侖茲力
叫洛侖茲力。通電導(dǎo)線所受到的安培力實際上是作用在運動電荷上的洛侖茲力的。
2、洛侖茲力的方向
用左手定則判定。應(yīng)用左手定則要注意：
（1）判定負電荷運動所受洛侖茲力的方向，應(yīng)使四指指向電荷運動的方向。
（2）洛侖茲力的方向總是既垂直于又垂直于，即總是垂直于所決定的平面。但在這個平面內(nèi)電荷運動方向和磁場方向卻不一定垂直，當電荷運動方向與磁場方向不垂直時，應(yīng)用左手定則不可能使四指指向電荷運動方向的同時讓磁感線垂直穿入手心，這時只要磁感線從手心穿入即可。
3、洛侖茲力的大小
f=，其中是帶電粒子的運動方向與磁場方向的夾角。
（1）當=90°，即v的方向與B的方向垂直時，f=，這種情況下洛侖茲力。
（2）當=0°，即v的方向與B的方向平行時，f=最小。
（3）當v=0，即電荷與磁場無相對運動時，f=，表明了一個重要結(jié)論：磁場只對相對于磁場運動的電荷有作用力，而對相對磁場靜止的電荷沒有作用力。
4、如何確立帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓心、半徑及運動時間？
（1）圓心的確定。因為洛倫茲力f指向圓心，根據(jù)f⊥v，畫出粒子運動軌跡上任意兩點（一般是射入和射出磁場的兩點）的f的方向，其延長線的交點即為圓心。
（2）半徑的確定和計算。圓心找到以后，自然就有了半徑（一般是利用粒子入、出磁場時的半徑）。半徑的計算一般是利用幾何知識，常用解三角形的方法及圓心角等于圓弧上弦切角的兩倍等知識。
（3）在磁場中運動時間的確定。利用圓心角與弦
切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于360°計算出圓
心角的大小，由公式t=×T可求出運動時間。
有時也用弧長與線速度的比。
如圖所示，還應(yīng)注意到：
①速度的偏向角等于弧AB所對的圓心角。
②偏向角與弦切角的關(guān)系為：＜180°，=2；＞180°，=360°-2；
（4）注意圓周運動中有關(guān)對稱規(guī)律
如從同一直線邊界射入的粒子，再從這一邊射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。

【典型例題】
例1、圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側(cè)有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B。一帶電粒子從平板上狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁場區(qū)域，最后到達平板上的P點。已知B、v以及P到O的距離l，不計重力，求此粒子的電荷e與質(zhì)量m之比。
解析：粒子初速v垂直于磁場，粒子在磁場中受洛倫茲力而做勻速圈周運動，設(shè)其半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律，
有Bqv=mv2/R
因粒子經(jīng)O點時的速度垂直于OP，故OP是直徑，l＝2R
由此得

例2、一個負離子，質(zhì)量為m，電量為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)小孔O射入有勻強磁場的真空室中，磁感應(yīng)強度B的方向與離子運動方向垂直，并垂直于紙面向里，如圖所示。如果離子進入磁場后經(jīng)過時間t到達P點，則直線OP與離子入射方向之間的夾角跟t的關(guān)系式如何？
解析：做出OP的中垂線與OS的交點即為離子做勻速圓周運動的圓心，軌跡如圖示：
方法一：弧OP對應(yīng)的圓心角①
周期T=②
運動時間：t=③
解得：④
方法二：弧OP對應(yīng)的圓心角⑤
半徑為r，則qvB=⑥
弧長：l=r⑦
線速度：v=⑧
解得：⑨

例3、如圖，在某裝置中有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于Oxy所在的紙面向外。某時刻在x=l0、y=0處，一質(zhì)子沿y軸的負方向進入磁場；同一時刻，在x=-l0、y=0處，一個粒子進入磁場，速度方向與磁場垂直。不考慮質(zhì)子與粒子的相互作用。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e。
（1）如果質(zhì)子經(jīng)過坐標原點O，它的速度為多大？
（2）如果粒子與質(zhì)子經(jīng)最短時間在坐標原點相遇，粒子的速度應(yīng)為何值？方向如何？

解析：①質(zhì)子的運動軌跡如圖示，其圓心在x=處
其半徑r1=⑴
又r1=⑵
⑶
②質(zhì)子從x=l0處至達坐標原點O處的時間為
t=⑷
又TH=⑸
⑹
粒子的周期為⑺
⑻
兩粒子的運動軌跡如圖示
由幾何關(guān)系得：⑼
又⑽
解得：
與x軸正方向的夾角為。
【反思】
收
獲
疑
問

【達標訓(xùn)練】
1．每時每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，地球磁場可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，（如圖，地球由西向東轉(zhuǎn)，虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸，上方為地理北極），在地球磁場的作用下，它將（A）
A．向東偏轉(zhuǎn)
B．向南偏轉(zhuǎn)
C．向西偏轉(zhuǎn)
D．向北偏轉(zhuǎn)
2．圖為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡。室中勻強磁場的方向與軌跡所在平面垂直（圖中垂直于紙面向里）。由此可知此粒子（A）
A．一定帶正電
B．一定帶負電
C．不帶電
D．可能帶正電，也可能帶負電
3．如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個質(zhì)量和電量均相同的正、負離子，從O點以相同的速度射入磁場中，射入方向均與邊界成角。若不計重力，關(guān)于正、負離子在磁場中的運動，下列說法正確的是（B）
A．運動的軌道半徑不相同
B．重新回到邊界的速度大小和方向都相同
C．重新回到邊界的位置與O點距離不相同
D．運動的時間相同
4．如圖，在x＞0、y＞0的空間中有恒定的勻強磁場，磁感強度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的帶電粒子，在x軸上到原點的距離為x0的P點，以平行于y軸的初速度射入此磁場，在磁場作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場。不計重力的影響。由這些條件可知（D）
A．不能確定粒子通過y軸時的位置
B．不能確定粒子速度的大小
C．不能確定粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間
D．以上三個判斷都不對
5．一個質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子，以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子經(jīng)過一段時間，受到的沖量大小為mv，不計重力，則這段時間可能為（CD）
A．2m/(qB)
B．m/(qB)
C．m/(3qB)
D．7m/(3qB)
6．質(zhì)子（）和粒子（）從靜止開始經(jīng)相同的電勢差加速后垂直進入同一勻強磁場做圓周運動，則這兩粒子的動能之比Ek1:Ek2=，軌道半徑之比r1:r2=，周期之比T1:T2=。
1:21:；1:2
7．如圖所示，一電子以速度1.0×107m/s與x軸成30°的方向從原點出發(fā)，在垂直紙面向里的勻強磁場中運動，磁感應(yīng)強度B=1T，那么圓運動的半徑為m，經(jīng)過時間s，第一次經(jīng)過x軸。（電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg）5.69×10-5,5.95×10-12
8．在圖所示的各圖中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶電粒子的速率均為v、帶電量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛侖茲力的大小。
F=qvBF=qvB0F=qvB
9．如圖所示一電子以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B，寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向夾角30°，則電子的質(zhì)量是。
2qBd/v

3.6洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)學(xué)案2（粵教版選修3-1）

俗話說，磨刀不誤砍柴工。高中教師要準備好教案為之后的教學(xué)做準備。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面是小編幫大家編輯的《3.6洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)學(xué)案2（粵教版選修3-1）》，歡迎閱讀，希望您能閱讀并收藏。

3.6洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)學(xué)案2（粵教版選修3-1）
1．運動電荷進入磁場后(無其他場)，可能做()
A．勻速圓周運動B．勻速直線運動
C．勻加速直線運動D．平拋運動
2．帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是()
A．洛倫茲力對帶電粒子做功
B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動能
C．洛倫茲力的大小與速度無關(guān)
D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向
圖1
3．如圖1所示，兩根相互平行放置的長直導(dǎo)線a和b通有大小相等、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1.當加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到的磁場力大小變?yōu)镕2，則此時b受到的磁場力大小為()
A．F2B．F1－F2
C．F1＋F2D．2F1－F2
4．質(zhì)子以v＝1.0×104m/s的速度進入B＝0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外，v的方向沿紙面與水平線成α＝60°角，則質(zhì)子在磁場中受的洛倫茲力大小為________N.
一、帶電粒子在復(fù)合場中的運動
1．復(fù)合場
一般是指電場、磁場和重力場并存，或其中兩種場并存，或分區(qū)域存在．
2．三種場力的特點
(1)重力的方向始終豎直向下，重力做功與路徑無關(guān)，重力做的功等于重力勢能的減少量．
(2)電場力的方向與電場方向相同或相反，電場力做功與路徑無關(guān)，電場力做的功等于電勢能的減少量．
(3)洛倫茲力的大小和速度方向與磁場方向的夾角有關(guān)，方向始終垂直于速度v和磁感應(yīng)強度B共同決定的平面．無論帶電粒子做什么運動，洛倫茲力始終不做功．
3．帶電粒子在復(fù)合場中的運動規(guī)律及解決辦法
帶電粒子在復(fù)合場中運動時，其運動狀態(tài)是由粒子所受電場力、洛倫茲力和重力的共同作用來決定的，對于有軌道約束的運動，還要考慮彈力、摩擦力對運動的影響，帶電粒子在復(fù)合場中的運動情況及解題方法如下：
(1)若粒子所受的電場力、洛倫茲力和重力的合力為零，則粒子處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，應(yīng)利用平衡條件列方程求解．
(2)若粒子所受勻強電場的電場力和重力平衡，那么粒子在勻強磁場的洛倫茲力作用下有可能做勻速圓周運動，應(yīng)利用平衡方程和向心力公式求解．
(3)當帶電粒子在復(fù)合場中做非勻變速曲線運動時，帶電粒子所受洛倫茲力必不為零，且其大小和方向不斷變化，但洛倫茲力不做功，這類問題一般應(yīng)用動能定理求解．
例1
圖2
已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖2所示．求：
(1)液滴在空間受到幾個力作用；
(2)液滴電性及帶電荷量；
(3)液滴做勻速圓周運動的半徑多大．
圖3
變式訓(xùn)練1如圖3所示，勻強電場方向水平向右，勻強磁場方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以與磁場方向垂直，與電場成45°角的速度v射入復(fù)合場中，恰能做勻速直線運動，求電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大?。?br>

例2如圖4所示，在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，有一傾角為θ、足夠長的光滑絕緣斜面．磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外，電場方向豎直向上．有一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球靜止在斜面頂端，這時小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱悖粞杆侔央妶龇较蚍崔D(zhuǎn)為豎直向下，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠？所用時間是多少？
變式訓(xùn)練2如圖5所示，將傾角為θ的光滑絕緣斜面放置在一個足夠大的、磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中．一個質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小滑塊，在豎直平面內(nèi)沿斜面由靜止開始下滑．問：經(jīng)過多長時間，帶電滑塊將脫離斜面？

二、復(fù)合場問題實際應(yīng)用舉例
1．速度選擇器
圖6
原理：如圖6所示，所受重力可忽略不計，運動方向相同而速率不同的正粒子組成的粒子束射入相互正交的勻強電場和勻強磁場所組成的場區(qū)中．已知電場強度為B，方向垂直于紙面向里，若粒子運動軌跡不發(fā)生偏折(重力不計)，必須滿足平衡條件：qBv＝qE，故v＝EB.這樣就把滿足v＝EB的粒子從速度選擇器中選擇出來了．
特點：
(1)速度選擇器只選擇速度(大小、方向)而不選擇粒子的質(zhì)量和電量．若粒子從圖5中右側(cè)入射，則不能穿出場區(qū)．
(2)速度選擇器B、E、v三個物理量的大小、方向互相約束，以保證粒子受到的電場力和洛倫茲力等大、反向．若圖中只改變磁場B的方向，粒子將向下偏轉(zhuǎn)．
圖7
2．磁流體發(fā)電機
圖7是磁流體發(fā)電機，其原理是：等離子氣體噴入磁場B，正、負離子在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，產(chǎn)生電勢差．設(shè)板間距離為l，當?shù)入x子氣體以速度v勻速通過A、B板時，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢差最大，即為電源電動勢．此時離子受力平衡：E場q＝Bqv，即E場＝Bv，故電源電動勢E＝E場l＝Blv.
3．電磁流量計
圖8
如圖8所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動．導(dǎo)電液體中的自由電荷(正負離子)在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差．當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差U保持穩(wěn)定．由Bqv＝Eq＝Udq可得，v＝UBd.流量Q＝Sv＝πd24UBd＝πdU4B，所以只要測得Uab即可測Q.
圖9
例3醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度．電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的．使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖9所示．由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差．在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零．在某次監(jiān)測中，兩觸點的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160μV，磁感應(yīng)強度的大小為0.040T．則血流速度的近似值和電極a、b的正負為()

A．1.3m/s，a正、b負
B．2.7m/s，a正、b負
C．1.3m/s，a負、b正
D．2.7m/s，a負、b正
聽課記錄：
變式訓(xùn)練3
圖10
某制藥廠的污水處理站的管道中安裝了如圖10所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極．當含有大量正負離子(其重力不計)的污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，利用電壓表所顯示的兩個電極間的電壓U，就可測出污水流量Q(單位時間內(nèi)流出的污水體積)．則下列說法正確的是()
A．后表面的電勢一定高于前表面的電勢，與正負離子的多少無關(guān)
B．若污水中正負離子數(shù)相同，則前后表面的電勢差為零
C．流量Q越大，兩個電極間的電壓U越大
D．污水中離子數(shù)越多，兩個電極間的電壓U越大
【即學(xué)即練】
圖11
1．如圖11所示，在平行帶電金屬板間有垂直于紙面向里的勻強磁場，質(zhì)子、氘核、氚核沿平行于金屬板方向，以相同動能射入兩極板間，其中氘核沿直線運動，未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，質(zhì)子和氚核發(fā)生偏轉(zhuǎn)后射出，則：①偏向正極板的是質(zhì)子；②偏向正極板的是氚核；③射出時動能最大的是質(zhì)子；④射出時動能最大的是氚核．以上說法正確的是()
A．①②B．②③C．③④D．①④
圖12
2．在圖12中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強度為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場．已知從左方水平射入的電子，穿過此區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力可以忽略不計，則在此區(qū)域中的E和B的方向不可能是()
A．E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相同
B．E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相反
C．E豎直向上，B垂直紙面向外
D．E豎直向上，B垂直紙面向里
圖13
3．一個帶正電的微粒(重力不計)穿過如圖13所示的勻強磁場和勻強電場區(qū)域時，恰能沿直線運動，則欲使電荷向下偏轉(zhuǎn)時應(yīng)采用的辦法是()
A．增大電荷質(zhì)量
B．增大電荷電荷量
C．減小入射速度
D．增大磁感應(yīng)強度
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
1．AB[垂直磁場進入做勻速圓周運動，平行磁場進入做勻速直線運動．]
2．B[根據(jù)洛倫茲力的特點，洛倫茲力對帶電粒子不做功，A錯．根據(jù)f＝qvB，可知大小與速度有關(guān)，C錯．洛倫茲力的效果就是改變物體的運動方向，不改變速度的大小D錯，B對．]
3．A[由安培定則判斷知a在b處和b在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，又由左手定則知a、b所受磁場力大小相等，方向相反；當加入一垂直平面(向里或向外)的勻強磁場時，a、b處的磁感應(yīng)強度同時增大或減小，即a、b處磁感應(yīng)強度仍相同，所以a、b導(dǎo)線受磁場力大小仍相等，故A正確．]
4．1.6×10－16
解析本題中，B與v的夾角為90°，由公式f＝Bqvsinθ可得f＝1.6×10－16N.
解題方法探究
例1見解析
解析(1)由于是帶電液滴，它必然受重力，又處于電場和磁場的復(fù)合場中，還應(yīng)受到電場力及洛倫茲力，共受到三個力作用．
(2)因液滴做勻速圓周運動，故必須滿足重力與電場力平衡，所以應(yīng)帶負電，由mg＝Eq得電荷量q＝mgE.
(3)盡管液滴受三個力作用，但合力等于洛倫茲力，所以仍可用半徑公式r＝mvqB，把電荷量代入可得r＝mvmgEB＝EvgB.
變式訓(xùn)練1E＝mg/qB＝2mg/qv
例2m2gcos2θq2B2sinθmcotθqB
解析重力和電場力是恒力，洛倫茲力是變力，隨速度的增大而增大，注意臨界條件的確定．
電場反轉(zhuǎn)前：mg＝qE①
電場反轉(zhuǎn)后，小球先沿斜面向下做勻加速直線運動，到對斜面壓力減為零時開始離開斜面，此時有：
qvB＝(mg＋qE)cosθ②
小球在斜面上滑行距離為：
S＝12vt＝12at2.③
a＝2gsinθ.④
聯(lián)立式①②③④得S＝m2gcos2θq2B2sinθ，所用時間為t＝mcotθqB
變式訓(xùn)練2mcotθqB
例3A[血液中的離子達到平衡后，電場力和磁場力的合力為零，qE＝qvB，即qUd＝qvB，故v＝UBd，代入數(shù)據(jù)解得v＝1.3m/s.由左手定則知：a端電勢高，是正極，選項A正確．]
變式訓(xùn)練3AC[由左手定則可以判斷出，正離子向后表面偏轉(zhuǎn)，負離子向前表面偏轉(zhuǎn)，從而使后表面的電勢高于前表面的電勢，與正負離子的數(shù)量無關(guān)，后、前表面的電勢差大于零，A正確，B錯誤；當前后表面集聚的電荷使再進入的離子受到的電場力和洛倫茲力平衡，即qUd＝qvB時，兩極間電壓便不再變化，與污水中離子數(shù)無關(guān)．流量越大，污水的流速越大，由平衡式可得U越大，C正確，D錯誤．]
即學(xué)即練
1．D[質(zhì)子、氘核、氚核質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為11H、21H、31H，由于它們的動能相同，故質(zhì)子的速度大于氘核速度，氚核的速度小于氘核速度，而氘核未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則氚核偏向電場力方向，電場力做正功，動能增加．質(zhì)子偏向洛倫茲力方向，電場力做負功，動能減小，故選D.]
2．D[E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相同，電子不受洛倫茲力的作用，受到的電場力跟運動方向相反，若電子有足夠的動能是可以穿過的，A項對；E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相反，電子不受洛倫茲力，所受電場力跟運動方向相同，做勻加速直線運動，B項對；E豎直向上，B垂直紙面向外，從左方進入的電子受到向下的電場力、向上的洛倫茲力，若平衡則能勻速穿過，C項對，同理判斷D項錯誤．]
3．C[粒子在穿過這個區(qū)域時所受的力為：豎直向下的電場力Eq和豎直向上的洛倫茲力qvB，且此時Eq＝qvB.若要使電荷向下偏轉(zhuǎn)，需使Eq＞qvB，則減小速度v、減小磁感應(yīng)強度B或增大電場強度E均可．]

安培力的應(yīng)用

古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教師要準備好教案為之后的教學(xué)做準備。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂，幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的安培力的應(yīng)用，希望能對您有所幫助，請收藏。

3.4安培力的應(yīng)用學(xué)案（粵教版選修3-1）
一、直流電動機
電動機有________電動機和______電動機之分，直流電動機的優(yōu)點是通過改變________可調(diào)節(jié)它的轉(zhuǎn)速．
圖1
如圖1所示，單匝線圈abcd在勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)中通以電流I，當線圈平面與磁場的夾角為α?xí)r，則此時安培力的力矩M＝Mab＋Mcd，即：M＝Fabbc2cosα＋Fcdbc2cosα，而Fab＝Fcd＝BIab，所以M＝BIScosα.
若線圈是N匝線圈繞制而成，則M＝NBIScosα.線圈在磁場中受到安培力矩M＝NBIScosα作用而轉(zhuǎn)動起來，這就是電動機轉(zhuǎn)動的原理．
二、磁電式電表(如圖2所示)
圖2
1．構(gòu)造：(1)____________(2)____________(3)__________
2．磁場對電流的作用力跟電流成______比，因而線圈中的電流越大，______力產(chǎn)生的力矩越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也就越________．因此，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道___.
一、直流電動機
[問題情境]
電動機是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的重要裝置，在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，電動機有直流電動機和交流電動機之分，通過課本“實驗與探究”的學(xué)習(xí)，回答以下問題
1．電動機是在什么力的驅(qū)使下而轉(zhuǎn)動的？
2．分析課本3－4－2四幅圖中線框的受力情況？

3．試從理論上分析如何通過調(diào)節(jié)電流來控制電動機的轉(zhuǎn)速．
4．直流電動機的優(yōu)點是什么？有哪些用途？
二、磁電式電表
[問題情境]
1.簡述磁電式電表的構(gòu)造？
2．簡述磁電式電表的工作原理？
例1根據(jù)以上對磁電式電流表的學(xué)習(xí)，判斷以下說法錯誤的是()
A．指針穩(wěn)定后，線圈受到螺旋彈簧的阻力與線圈受到的安培力方向是相反的
B．通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大
C．在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強磁場
D．在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受安培力與電流有關(guān)，而與所處位置無關(guān)
聽課記錄：

變式訓(xùn)練1在直流電動機模型中，下列說法正確的是()
A．當線圈平面靜止在與磁感線方向垂直的位置時，若通以直流電，線圈將轉(zhuǎn)動起來
B．隨著線圈的轉(zhuǎn)動，線圈上各邊所受的安培力大小都要發(fā)生變化
C．當線圈平面與磁感線方向平行時，安培力的力矩最小
D．改變線圈中的輸入電壓，電動機的轉(zhuǎn)速也將發(fā)生變化
例2如圖3所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面，當線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈()
圖3
A．向左運動
B．向右運動
C．靜止不動
D．無法確定
聽課記錄：

圖4
變式訓(xùn)練2一條形磁鐵放在水平桌面上，在它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)體棒，圖4中只畫出此棒的橫截面圖，并標出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的，在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是()
A．磁鐵對桌面的壓力減小
B．磁鐵對桌面的壓力增大
C．磁鐵受到向右的摩擦力
D．磁鐵受到向左的摩擦力

圖5
例3如圖5所示，一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向里運動，可以()
A．將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負極
B．將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負極
C．將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負極
D．將a、c端接在交流電源的一端，b、d端接在交流電源的另一端
聽課記錄：

點評安培定則、左手定則盡管都與電流、導(dǎo)線有關(guān)，而且往往同時應(yīng)用，但安培定則是用來判斷電流的磁場方向，又稱右手螺旋定則，用右手判斷；而左手定則是用左手判斷通電導(dǎo)線的受力情況的．
圖6
變式訓(xùn)練3直導(dǎo)線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，線圈可以自由運動．當通過如圖6所示的電流時(同時通電)，從左向右看，線圈將()
A．順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近直導(dǎo)線AB
B．順時針轉(zhuǎn)動，同時離開直導(dǎo)線AB
C．逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近直導(dǎo)線AB
D．不動
圖7
例4在傾角為α的光滑斜面上，放置一通有電流為I，長為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖7所示，試問：
(1)欲使棒靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值和方向．
(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向．
圖8
變式訓(xùn)練4如圖8所示，用兩根輕細懸線將質(zhì)量為m、長為L的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于豎直向上的勻強磁場內(nèi)．當棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向θ角，棒處于平衡狀態(tài)．則磁感應(yīng)強度B為多少？為了使棒平衡在該位置上，所需磁場的最小磁感應(yīng)強度B為多少？方向如何？
【即學(xué)即練】
1．下列關(guān)于磁電式電流表的說法中，正確的是()
A．電流表的工作原理是安培力對通電導(dǎo)線的加速作用
B．電流表的工作原理是安培力對通電線框的轉(zhuǎn)動作用
C．電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流的大小成正比
D．電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流的大小成反比
2．一根長為0.2m、通有2A電流的通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中，則其受到的磁場力的大小不可能是()
A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．0
圖9
3．一根有質(zhì)量的金屬棒MN兩端用細軟導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中電流方向從M流向N，如圖9所示，此時棒受到導(dǎo)線對它的拉力作用．為使拉力等于零，可以()
A．適當減小磁感應(yīng)強度B．適當增大電流
C．使磁場反向D．使電流反向
圖10
4．質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上．通過MN的電流為I，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，與導(dǎo)軌平面成θ角斜向上，如圖10所示．求MN受到的支持力和摩擦力的大?。?br>

參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、直流交流輸入電壓
二、1.(1)軟鐵(2)螺旋彈簧(3)線圈2．正安培大被測電流的強弱
核心知識探究
一、
[問題情境]
1．電動機是在線圈所受安培力的作用下轉(zhuǎn)動的．
2．(a)圖中紅色邊受向上的安培力，藍色邊受力向下．此時力矩最大，轉(zhuǎn)動效果最明顯；(b)圖中線圈轉(zhuǎn)到豎直位置前，紅色邊受力向上，藍色邊受力向下；此時力矩為0，無轉(zhuǎn)動效果；(c)圖中紅色邊受力向下，藍色邊受力向上，此時力矩最大，轉(zhuǎn)動效果最明顯(與(a)圖同向)；(d)圖中線圈轉(zhuǎn)到豎直位置前，紅色邊受力向下，藍色邊受力向上，此時力矩為0，無轉(zhuǎn)動效果．
3．因使線圈轉(zhuǎn)動的力為安培力BIL，B、L均為固定值，所以通過調(diào)節(jié)I可改變力的大小，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速．
4．通過調(diào)節(jié)輸入電壓很容易調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，用途為無軌電車、電氣機車等．
二、
[問題情境]
1．見課本
2．(1)蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻射分布的，線圈在轉(zhuǎn)動過程中始終與磁感線平行．
(2)當線圈通入電流后，線圈的兩條邊受到如圖所示的安培力，線圈轉(zhuǎn)動，連帶指針偏轉(zhuǎn)，同時螺旋彈簧給線圈施加阻力，最終指針停在某一角度．線圈通入的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，因此指針偏轉(zhuǎn)角度的大小就可以表示線圈中通過電流的大小，通過刻度盤就可以直接讀出電流的數(shù)值．
解題方法探究
例1C[當阻礙線圈轉(zhuǎn)動的螺旋彈簧的阻力力矩與安培力引起的動力力矩達到平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動，故從轉(zhuǎn)動角度來看二力方向相反，A正確；磁電式電流表的內(nèi)磁場是均勻輻射磁場，因此不是勻強磁場，C錯誤；但是不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，線圈所在各處的磁場大小相等、方向不同，所以安培力與電流大小有關(guān)，而與所述位置無關(guān)，電流越大，安培力越大，指針轉(zhuǎn)過的角度越大．]
變式訓(xùn)練1D
例2A[方法一：等效法．把通電線圈等效成小磁針．由安培定則，線圈等效成小磁針后，左端是S極，右端是N極，異名磁極相吸引，線圈向左運動．
方法二：電流元法．如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對稱性，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運動．]
變式訓(xùn)練2AD
例3C[按照A選項中接法，由安培定則知螺線管上端為N極，MN中電流方向自左向右，由左手定則知MN垂直于紙面向外運動；B選項中的接法使螺線管上端為S極，MN中電流方向自左向右，故由左手定則可判斷，MN垂直于紙面向外運動；而C選項中螺線管上端為S極，MN中電流方向自右向左，則由左手定則可判知，MN垂直于紙面向里運動，所以選項C正確．D選項所接為交流電，只要保證a、c的電勢相對于另一端同步變化(即同高或同低)，則線圈磁場方向與MN中電流方向的關(guān)系即與選項A、B兩種情況相同．]
變式訓(xùn)練3C
例4(1)mgsinαIL，方向垂直斜面向上
(2)mgIL，方向水平向左
解析(1)棒在斜面上處于靜止狀態(tài)，故受力平衡．棒共受三個力作用：重力大小為mg，方向豎直向下；彈力垂直于斜面，大小隨磁場力的變化而變化；磁場力始終與磁場方向及電流方向垂直，大小隨磁場方向不同而改變，但由平衡條件知：斜面彈力與磁場力的合力必與重力mg等大反向，故當磁場力方向與彈力方向垂直即沿斜面向上時，安培力最小Fmin＝mgsinα，所以B＝mgsinαIL，由左手定則知：B的方向應(yīng)垂直斜面向上．
(2)棒靜止在斜面上，又對斜面無壓力，則棒只受兩個力作用，即豎直向下的重力mg和磁場力F作用，由平衡條件知F＝mg，且磁場力F豎直向上，所以BIL＝mg，故B＝mgIL，由左手定則知B的方向水平向左.
變式訓(xùn)練4mgILtanθmgILsinθ，方向平行于懸線向上
即學(xué)即練
1．BC2.A3.B
4．mg－BILcosθBLIsinθ

米洛斯的維納斯教案

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，教師在教學(xué)前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點，幫助教師能夠井然有序的進行教學(xué)。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編經(jīng)過搜集和處理，為您提供米洛斯的維納斯教案，僅供參考，歡迎大家閱讀。