高中物理安培力与洛伦兹力,洛伦兹力安培力
1、安培力———磁场对电流(通电导线)的作用力称为安培力。
2、安培力的大小
通电直导线与磁场方向垂直时,电流所受的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,电流所受的安培力最小,等于零;当导线方向与磁场方向斜交时,所受的安培力介于零与最大值之间。
通电导线在磁场中受到的安培力的大小,与导线的长度L成正比,与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积IL成正比:
F=BIL
或者B=F/IL
B叫磁感应强度,
一、电流(通电导线)所受的安培力
1、安培力———磁场对电流(通电导线)的作用力称为安培力。
2、安培力的大小
通电直导线与磁场方向垂直时,电流所受的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,电流所受的安培力最小,等于零;当导线方向与磁场方向斜交时,所受的安培力介于零与最大值之间。
通电导线在磁场中受到的安培力的大小,与导线的长度L成正比,与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积IL成正比:
F=BIL
或者B=F/IL
B叫磁感应强度,它是由磁场本身决定的。比值B越大,表示磁场越强。
磁感应强度———在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫磁感应强度。
磁感应强度单位:特斯拉(特)
1T=1N/(A*m)
♥公式F=BIL和B=F/IL适用于匀强磁场。
3、安培力的方向
安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可用左手定则来判定:
♥左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
作用在通电导线上的安培力,是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现。
二、磁场对运动电荷的作用(洛伦兹力)
1、洛伦兹力———磁场中的运动电荷所受到的磁场对它的作用力,叫洛伦兹力。
2、洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向可由左手定则来判定:
♥左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向,那么,拇指所指的方向就是正电荷或负电荷所受洛伦兹力的方向。
3、洛伦兹力的大小
当电荷在垂直于磁场的方向上运动时,磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、电荷的运动速率v、磁感应强度B的乘积:
F=qvB
三、带电粒子在磁场中的运动
1、运动轨迹
垂直射入匀强磁场中的带电粒子,在洛伦兹力F=qvB的作用下,将会偏离原来的运动方向。
垂直射入匀强磁场的带电粒子,它的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内,没有任何作用使粒子离开这个平面,所以带电粒子只能在这个平面内运动。
洛伦兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直,不对粒子做功,它只改变粒子的运动方向,而不改变粒子的速率,所以粒子运动的速率v是恒定的。这时洛伦兹力F=qvB的大小不变,即带电粒子受到一个大小不变、方向总与粒子运动方向垂直的力,因此带电粒子做匀速圆周运动,其向心力就是洛伦兹力。
2、轨道半径和周期
①轨道半径
由qvB=mv²/r
可得r=mv/(qB)
由此可知,在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,它的轨道半径跟粒子的运动速率成正比。
②周期
由r=mv/(qB)和T=2πr/v
可得T=2πm/(qB)
由此可知,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关。
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高中物理安培力,洛伦兹力这部分怎么学啊?要详细些的。 (好的追加分)
首、,明白洛伦兹力是什么力。是磁场对运动电荷的作用力。因此这里就涉及了三个物理量,第一磁场B,第二运动即速度V,第三力F。因此洛伦兹力就是涉及三个量的关系。二、洛伦兹力的方向判定:根据“左力右电”,这里求力,用左手。伸出左手,使拇指与四指垂直,用掌心来迎接磁场方向,四指代表正电荷的运动方向,拇指方向就是受力方向。(注意,1、四指是正电荷的运动方向,如果是判断负电荷的洛伦兹力,要把运动方向掉转。2、如果运动方向V跟磁场B平行的话,则不受洛伦兹力。)
三、常见洛伦兹力的考题
1、简单的画图判断力的方向(包括BVF三个量指导任意两个量的判断)
2、带点粒子在磁场中的运动(即运动电荷在磁场中受洛伦兹力的情况)。只要注意洛伦兹力是时刻跟速度方向垂直的,因此常见题型是只受洛伦兹力的话,带电粒子将做匀速圆周运动。既有qVB=mv2r.洛伦兹力充当向心力,
3、速度选择器与质谱仪
速度选择器是指带电粒子进入磁场和电场后受两个力(重力不计),电场力和洛伦兹力,如果两个力相等的话qE=qVB只有一种速度的粒子会在场内做匀速直线运动,因此,只有选了一种速度的粒子出来。同一种速度的粒子再进入磁场,只受洛伦兹力的作用(洛伦兹力充当向心力)qVB=mV2r,B相同V也相同,因此一种半径就对应了一种荷质比,因此选择了粒子。
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高中物理必修洛伦兹力知识点总结
在高中物理中,磁场对运动电荷的作用这一章节的重点是洛伦兹力的大小及其方向,也是学习的重点。下面我给大家带来高中物理必修洛伦兹力知识点,希望对你有帮助。高中物理洛伦兹力知识点
1、洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用,它是安培力的微观本质。安培力是洛伦兹力的宏观表现。
2、洛伦兹力的大小
(1)当电荷速度方向垂直于磁场的方向时,磁场对运动电荷的作用力,等于电荷量、速率、磁感应强度三者的乘积,即F=qvB.
(2)当电荷速度方向平行磁场方向时,洛伦兹力F=0。
(3)当电荷速度方向与磁场方向成θ角时,可以把速度分解为平行磁场方向和垂直磁场方向来处理,此时受洛伦兹力F=qvBsinθ。
3、洛伦兹力的方向
安培力的方向可以用左手定则来判断,洛伦兹力的方向也可用左手定则来判断:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,且处于同一平面内,把手放入磁场,让磁感线穿过手心,对于正电荷,四指指向电荷的运动方向,对于负电荷,四指的指向与电荷的运动方向相反,大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。由此可见洛伦兹力方向总是垂直速度方向和磁场方向,即垂直速度方向和磁场方向决定的平面。
4、洛伦兹力的特点
因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功。它只改变运动电荷速度的方向,而不改变速度的大小。
5、洛伦兹力与电场力的比较
(1)与带电粒子运动状态的关系
带电粒子在电场中所受到的电场力的大小和方向,与其运动状态无关。但洛伦兹力的大小和方向,则与带电粒子本身运动的速度紧密相关。
(2)决定大小的有关因素
电荷在电场中所受到的电场力F=qE,与两个因素有关:本身电量的多少和电场的强弱。运动电荷在磁场中所受的磁场力,与四个因素有关;本身电量的多少、运动速度v的大小、速度v的方向与磁感应强度B方向间的关系、磁场的磁感应强度B。
(3)方向的区别
电荷所受电场力的方向,一定与电场方向在同一条直线上(正电荷同向,负电荷反向),但洛伦兹力的方向则与磁感应强度的方向垂直。
6、解决在洛伦兹力等多力作用下电荷运动问题的注意问题:
(1)正确分析受力情况是解决电荷运动问题的关键。要在详细分析问题给出的物理过程的基础上,认清洛伦兹力是怎么变化的。伴随着洛伦兹力的变化,物体的受力情况又发生了什么样的变化。
(2)受力变化演变,出现了什么新运动情况,电荷从什么运动状态过渡到什么运动状态。
(3)寻找关键状态各物理量之间的数量关系,选择合适的物理规律去求解,这些常常就是解题的关键之所在。
7、带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定:?
(1)圆心的确定.因为洛伦兹力指向圆心,根据F洛⊥v,画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的F洛的方向,其延长线的交点即为圆心.?
(2)半径的确定和计算.半径的计算一般是利用几何知识,常用解三角形的 方法 .?
(3)在磁场中运动时间的确定.利用圆心角与弦切角的关系,或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角θ的大小,由公式可求出运动时间。
高中物理知识点
交流电
1.匀强磁场有线圈,旋转产生交流电。电流电压电动势,变化规律是弦线。
中性面计时是正弦,平行面计时是余弦。
2.NBSω是较大值,有效值用热量来计算。
3.变压器供交流用,恒定电流不能用。
理想变压器,初级U I值,次级U I值,相等是原理。
电压之比值,正比匝数比;电流之比值,反比匝数比。
运用变压比,若求某匝数,化为匝伏比,方便地算出。
远距输电用,升压降流送,否则耗损大,用户后降压。
运动和力公式
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子。(见第一册P67)
注:
平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
直线运动
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形式。为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动。
2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型。仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量。路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程。
4.速度和速率
(1)速度:描述物体运动快慢的物理量。是矢量。
①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是对变速运动的粗略描述。
②瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧。瞬时速度是对变速运动的精确描述。
(2)速率:①速率只有大小,没有方向,是标量。
②平均速率:质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率。在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等。
高中 物理 学习方法
原型启发法
原型启发就是通过与假设的事物具有相似性的东西,来启发人们解决新问题的途径。能够起到启发作用的事物叫做原型。原型可来源于生活、生产和实验。如鱼的体型是创造船体的原型。原型启发能否实现取决于头脑中是否存在原型,原型又与头脑中的表象储备有关,增加原型主要有以下
三种途径:
1、注意观察生活中的各种现象,并争取用学到的知识予以初步解释;
2、通过课外书、电视、科教电影的观看来得到;
3、要重视实验。
概括法
概括是一种由个别到一般的认识方法。它的基本特点是从同类的个别对象中发现它们的共同性,由特定的、较小范围的认识扩展到更普遍性的,较大范围的认识。从心理学的角度来说,概括有两种不同的形式:一种是高级形式的、科学的概括,这种概括的结果得到的往往是概念,这种概括称为概念概括;另一种是初级形式的、 经验 的概括,又叫相似特征的概括。
相似特征概括是根据事物的外部特征对不同事物进行比较,舍弃它们不相同的特征,而对它们共同的特征加以概括,这是知觉表象阶段的概括,结果往往是感性的,是初级的。要转化为高级形式的概括,必须要在经验概括的基础上,对各种事物和现象作深入的分析、综合,从中抽象出事物和现象的本质属性,舍弃非本质的属性。
归纳法
归纳方法是经典物理研究及其理论建构中的一种重要方法。它要解决的主要任务是:
第一由因导果或执果索因,理解事物和现象的因果联系,为认识物理规律作辅垫。
第二透过现象抓本质,将一定的物理事实(现象、过程)归入某个范畴,并找到支配的规律性。完成这一归纳任务的方法是:在观察和实验的基础上,通过审慎地考察各种事例,并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等一系列逻辑方法,推出一般性猜想或假说,然后再运用演绎对其进行修正和补充,直至最后得到物理学的普遍性结论。比较法返回比较的方法,是物理学研究中一种常用的思维方法,也是我们经常运用的一种最基本的方法。
这种方法的实质,就是辩析物理现象、概念、规律的同中之异,异中之同,以把握其本质属性。
类比法
类比是由一种物理现象,想象到另一种物理现象,并对两种物理现象进行比较,由已知物理现象的规律去推出另一种物理现象的规律,或解决另一种物理现象中的问题的思维方法,类比不但可以在物理知识系统内部进行,还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比,常能起到点化疑难、开拓思路的作用。
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