主題提升課1磁場主題一安培力通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向，會(huì)計(jì)算安培力的大小，了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。【典例1】如圖所示，質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。當(dāng)導(dǎo)軌所在空間加如圖所示的磁場時(shí)，導(dǎo)體棒均靜止，則導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的情況是()ABCDB[由左手定則可知，導(dǎo)體棒受水平向左的安培力，此時(shí)mgsinθ和F安cosθ的方向都平行導(dǎo)軌向下，導(dǎo)軌棒相對(duì)導(dǎo)軌有平行導(dǎo)軌向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒一定有摩擦力，故A錯(cuò)誤；由左手定則可知，導(dǎo)體棒受豎直向上的安培力，若在豎直方向上F安＝mg，此時(shí)導(dǎo)體棒相對(duì)導(dǎo)軌沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間摩擦力為0，故B正確；由左手定則可知，導(dǎo)體棒受豎直向下的安培力，此時(shí)mgsinθ和F安sinθ的方向都平行導(dǎo)軌向下，導(dǎo)軌棒相對(duì)導(dǎo)軌有平行導(dǎo)軌向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的壓力為F＝mgcosθ＋F安cosθ，則導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒一定有摩擦力，故C錯(cuò)誤；由左手定則可知，導(dǎo)體棒受水平向左的安培力，此時(shí)mgsinθ和F安cosθ的方向都平行導(dǎo)軌向下，導(dǎo)軌棒相對(duì)導(dǎo)軌有平行導(dǎo)軌向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒一定有摩擦力，故D錯(cuò)誤。]【典例2】(多選)電磁炮發(fā)射時(shí)，炮彈的炮彈能量是可調(diào)控的，未來可用于消防、軍事等方面。其主要原理如圖所示，兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，炮彈可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸?？煽仉娫刺峁?qiáng)大的電流經(jīng)導(dǎo)軌流入炮彈再流回電源，炮彈被導(dǎo)軌中電流形成的磁場推動(dòng)而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場在炮彈所在位置始終可以簡化為處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為d，炮彈的質(zhì)量為m，炮彈在導(dǎo)軌間的電阻為R，若炮彈滑行距離l后獲得的發(fā)射速度為v。不計(jì)空氣阻力、導(dǎo)軌電阻、電源內(nèi)阻，不考慮炮彈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。下列說法正確的是()A．勻強(qiáng)磁場方向?yàn)樨Q直向下B．炮彈所受安培力大小為mC．通過炮彈的電流為mD．可控電源的電動(dòng)勢(shì)為mvBC[根據(jù)題意，由題圖可知，炮彈發(fā)射時(shí)受向右的安培力，通過炮彈的電流方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，根?jù)左手定則可知，磁場方向?yàn)樨Q直向上，故A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，由公式v2＝2ax可得，炮彈發(fā)射過程中的加速度為a＝v22l，對(duì)炮彈受力分析，水平方向上所受合力為安培力，由牛頓第二定律F合＝ma可得，炮彈所受安培力大小為F安＝F合＝ma＝mv22l，故B正確；根據(jù)題意，由安培力公式F安＝BId可得，流過炮彈的電流為I＝F安Bd＝mv22Bdl，故C正確；根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律E主題二洛倫茲力通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)洛倫茲力，能判斷洛倫茲力的方向，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小?！镜淅?】(多選)如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)中，質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小有關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直于斜面向下D．B很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上BC[根據(jù)左手定則可判斷出，滑塊受到的洛倫茲力方向垂直于斜面向下，C正確；滑塊沿斜面下滑過程中的速度變化，則洛倫茲力的大小變化，壓力變化，滑動(dòng)摩擦力變化，A錯(cuò)誤；B的大小不同，洛倫茲力大小不同，導(dǎo)致滑動(dòng)摩擦力大小不同，摩擦力做功不同，滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能不同，B正確；滑塊之所以開始滑動(dòng)，是因?yàn)橹亓ρ匦泵嫦蛳碌姆至Υ笥谀Σ亮?，滑塊一旦運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)停止，B很大時(shí)，滑塊最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)(斜面足夠長的情況下)，D錯(cuò)誤。]主題三洛倫茲力的應(yīng)用能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)。了解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用?！镜淅?】(多選)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、二象限內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。大量質(zhì)量為m、電荷量為q的相同粒子從y軸上的P(0，l)點(diǎn)，以相同的速率在紙面內(nèi)沿不同方向先后射入磁場。當(dāng)沿x軸正方向射入時(shí)，粒子垂直x軸離開磁場，不計(jì)粒子的重力，則()A．粒子一定帶正電B．粒子入射速率為2qBlC．粒子在磁場運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為πD．粒子離開磁場的位置到O點(diǎn)的最大距離為2lAC[當(dāng)沿x軸正方向射入時(shí)，粒子垂直x軸離開磁場，洛倫茲力提供粒子運(yùn)動(dòng)的向心力，由左手定則知粒子帶正電，故A正確；當(dāng)沿x軸正方向射入時(shí)，粒子垂直x軸離開磁場，根據(jù)速度的垂線一定過軌跡的圓心，知該粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)四分之一圓弧的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)處，半徑為l，有qvB＝mv2l，解得v＝qBlm，故B錯(cuò)誤；當(dāng)粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開磁場時(shí)，在磁場運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，由T＝2πmqB，由幾何關(guān)系知，最短時(shí)間為t＝16T＝πm3qB，故C【典例5】目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖所示表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，而從整體來說呈中性)沿垂直于磁場方向噴射入磁場，磁場中的兩塊金屬板A、B上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓對(duì)外供電。設(shè)等離子體的射入速度為v，兩金屬板的板長為l，板間距離為d，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，負(fù)載電阻為R，等離子體充滿兩板間的空間，不考慮等離子體的電阻。當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，下列說法正確的是()A．A板帶正電B．負(fù)載電阻中的電流方向?yàn)閍向bC．負(fù)載電阻中的電流大小為BdvD．負(fù)載電阻