主题提升课1 磁场
主题一 安培力
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。
【典例1】 如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ。当导轨所在空间加如图所示的磁场时，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的情况是( )
A B C D
B [由左手定则可知，导体棒受水平向左的安培力，此时mg sin θ和F安cos θ的方向都平行导轨向下，导轨棒相对导轨有平行导轨向下的运动趋势，则导轨与导体棒一定有摩擦力，故A错误；由左手定则可知，导体棒受竖直向上的安培力，若在竖直方向上F安＝mg，此时导体棒相对导轨没有相对运动趋势，导体棒与导轨间摩擦力为0，故B正确；由左手定则可知，导体棒受竖直向下的安培力，此时mg sin θ和F安sin θ的方向都平行导轨向下，导轨棒相对导轨有平行导轨向下的运动趋势，导体棒与导轨间的压力为F＝mg cos θ＋F安cos θ，则导轨与导体棒一定有摩擦力，故C错误；由左手定则可知，导体棒受水平向左的安培力，此时mg sin θ和F安cos θ的方向都平行导轨向下，导轨棒相对导轨有平行导轨向下的运动趋势，则导轨与导体棒一定有摩擦力，故D错误。]
【典例2】 (多选)电磁炮发射时，炮弹的炮弹能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。其主要原理如图所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的是( )
A．匀强磁场方向为竖直向下
B．炮弹所受安培力大小为
C．通过炮弹的电流为
D．可控电源的电动势为
BC [根据题意，由题图可知，炮弹发射时受向右的安培力，通过炮弹的电流方向为垂直纸面向里，根据左手定则可知，磁场方向为竖直向上，故A错误；根据题意，由公式v2＝2ax可得，炮弹发射过程中的加速度为a＝，对炮弹受力分析，水平方向上所受合力为安培力，由牛顿第二定律F合＝ma可得，炮弹所受安培力大小为F安＝F合＝ma＝，故B正确；根据题意，由安培力公式F安＝BId可得，流过炮弹的电流为I＝，故C正确；根据题意，由闭合回路欧姆定律E＝得，可控电源的电动势为E＝IR＝，故D错误。]
主题二 洛伦兹力
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。
【典例3】 (多选)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)中，质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与B的大小有关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下
D．B很大时，滑块可能静止于斜面上
BC [根据左手定则可判断出，滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下， C正确；滑块沿斜面下滑过程中的速度变化，则洛伦兹力的大小变化，压力变化，滑动摩擦力变化，A错误；B的大小不同，洛伦兹力大小不同，导致滑动摩擦力大小不同，摩擦力做功不同，滑块到达地面时的动能不同，B正确；滑块之所以开始滑动，是因为重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，滑块一旦运动，就不会停止，B很大时，滑块最终做匀速直线运动(斜面足够长的情况下)，D错误。]
主题三 洛伦兹力的应用
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。
【典例4】 (多选)如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为q的相同粒子从y轴上的P(0，l)点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场。当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，不计粒子的重力，则( )
A．粒子一定带正电
B．粒子入射速率为
C．粒子在磁场运动的最短时间为
D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为2l
AC [当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，洛伦兹力提供粒子运动的向心力，由左手定则知粒子带正电，故A正确；当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，根据速度的垂线一定过轨迹的圆心，知该粒子在第一象限内运动四分之一圆弧的圆心在坐标原点处，半径为l，有qvB＝m，解得v＝，故B错误；当粒子从坐标原点O离开磁场时，在磁场运动的时间最短，由T＝，由几何关系知，最短时间为t＝，故C正确；当粒子在磁场中做半个圆周运动，离开磁场的位置到O点的距离最大，由几何关系知，最大距离为xm＝l，故D错误。]
【典例5】 目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿垂直于磁场方向喷射入磁场，磁场中的两块金属板A、B上就会聚集电荷，产生电压对外供电。设等离子体的射入速度为v，两金属板的板长为l，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间，不考虑等离子体的电阻。当发电机稳定发电时，下列说法正确的是( )
A．A板带正电
B．负载电阻中的电流方向为a向b
C．负载电阻中的电流大小为
D．负载电阻中的电流大小为
C [根据左手定则知，正电荷向下偏，负电荷向上偏，则A极板带负电，B极板带正电，故A错误；A极板带负电，B极板带正电，所以电流的流向为b到a，故B错误；电荷处于平衡状态时Bqv＝q，则电流大小为I＝，故C正确，D错误。]主题提升课1 磁场
主题一 安培力
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。
【典例1】 如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ。当导轨所在空间加如图所示的磁场时，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的情况是( )
A B C D
[听课记录]
【典例2】 (多选)电磁炮发射时，炮弹的炮弹能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。其主要原理如图所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的是( )
A．匀强磁场方向为竖直向下
B．炮弹所受安培力大小为
C．通过炮弹的电流为
D．可控电源的电动势为
[听课记录]
主题二 洛伦兹力
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。
【典例3】 (多选)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)中，质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与B的大小有关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下
D．B很大时，滑块可能静止于斜面上
[听课记录]
主题三 洛伦兹力的应用
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。
【典例4】 (多选)如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为q的相同粒子从y轴上的P(0，l)点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场。当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，不计粒子的重力，则( )
A．粒子一定带正电
B．粒子入射速率为
C．粒子在磁场运动的最短时间为
D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为2l
[听课记录]
【典例5】 目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿垂直于磁场方向喷射入磁场，磁场中的两块金属板A、B上就会聚集电荷，产生电压对外供电。设等离子体的射入速度为v，两金属板的板长为l，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间，不考虑等离子体的电阻。当发电机稳定发电时，下列说法正确的是( )
A．A板带正电
B．负载电阻中的电流方向为a向b
C．负载电阻中的电流大小为
D．负载电阻中的电流大小为
[听课记录]
