1、第二讲 电场力、磁场力作用下物体的平衡,一、静电力 1正电荷所受静电力的方向与电场方向_，负电荷所受静电力的方向与电场方向_ 2静电力是一种性质力，分析有关静电力问题的方法同力学的分析方法，只不过是比力学中多了一个电场力而已,相同,相反,二、安培力 1方向：用左手定则判定F一定垂直于I、B，I、B可以互相垂直也可以互相不垂直，I、B任一量反向，F也反向 2大小：FBIL. (1)此式只适用于B和I互相垂直的情况，且L是导线的_长度 (2)当导线电流I与磁场B平行时，F最小0.,有效,三、洛伦兹力 1洛伦兹力方向既与电荷的运动方向垂直，又与磁场方向垂直，所以洛伦兹力方向总是垂直于运动电荷的速度方
2、向和磁场方向所确定的_ 2由于洛伦兹力方向总与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对电荷永不_ 3洛伦兹力的大小：F洛qvBsin ，为v与B的夹角当90时，F洛qvB，此时，电荷受到的洛伦兹力最大；当0或180时，F洛0，即电荷在磁场中平行于磁场方向运动时，电荷不受洛伦兹力作用； 当v0时，F洛0，说明磁场只对_的电荷产生力的作用,平面,做功,运动,1对于静电力作用下的电荷的平衡问题，常用的解题方法有：正交分解法、相似三角形法、动态分析法等 2对于安培力、洛伦兹力作用下的平衡问题，常常需要画出侧视图、截面图，将立体情境转化为平面问题,解决带电体的平衡问题时，首先明确研究对象，对带电体进行受力分析，
3、尤其注意其余的带电体对它的库仑力，根据带电种类确定库仑力的方向，利用物体的平衡条件列方程进行求解,电场力 重力作用下带电体的平衡,(2011辽宁大连市第二次模拟)如图121所示，放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止若A的电量保持不变，B由于漏电而下降少许重新平衡，下列说法正确的是 AA对筒底的压力变小 BB对筒壁的压力变大 CA、B间的库仑力变小 DA、B间的电势能减小,【答案】 B,1分析带电体的平衡问题常用的方法有正交分解法，对连接体问题，常常是先整体后隔离进行分析 2带电体的重力是否考虑，应视具体情况而定：
4、(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量) (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力,1把一带正电小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使小球a能静止在如图122所示的位置上，需在MN间放一带电小球b，则 A带正电，放在A点 B带负电，放在A点 C带负电，放在C点 D带正电，放在C点,解析 小球b放在A点，若小球b带正电，小球a受到小球b竖直向上的排斥力F，当Fmg时，小球a可以静止在如图的位置上，A正确；小球b放在A点，若小球b带负电，小球a受到小球b竖直向下的吸引力作用，小球a受到的三个力(重
5、力、弹力、电场力)的合力不可能为零，小球a不能处于静止状态，B错误；小球b放在C点，若小球b带正电，小球a受到小球b的排斥力，方向沿C点和小球a的连线斜向上，小球a受到的三个力(重力、弹力、电场力)的合力不可能为零，小球a不能处于静止状态，,D错误；小球b放在C点，若小球b带负电，小球a受到小球b的吸引力作用，方向沿C点和小球a的连线斜向下，小球a受到的三个力(重力、弹力、电场力)的合力可以为零，小球a可以处于静止状态，C正确 答案 AC,如图123所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里一质量为m、带电荷量为q的微粒以速度v与磁场垂直、与电场成角射入复合场中，恰好做匀速直线运动
6、求电场强度E和磁感应强度B的大小,重力 电场力 洛伦力作用下物体的平衡,【审题指导】 由于不知带电粒子的正负，所以可用假设的方法，但要注意粒子受力必须平衡，以保证粒子做匀速直线运动 【解析】 假设微粒带负电，则所受电场力方向向左，洛伦兹力斜向右下方，这样微粒不可能做匀速直线运动，即使考虑重力也不可能，故推出微粒带正电且必须受重力，合力才能为零受力图如右图所示，将各力分别沿水平方向和竖直方向分解,由于F洛qvB，方向始终与B方向垂直，因此带电粒子在混合场内做直线运动时一定是匀速直线运动，即重力、静电力和洛伦兹力的合力为零，常作为综合性问题的隐含条件,2(2011安徽合肥模拟题)在例2中若在某时刻
7、撤去电场，则在此后的一小段时间内，带电质点将 A可能做直线运动 B可能做匀减速运动 C一定做曲线运动 D可能做匀速圆周运动 解析 带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动和匀速圆周运动，C正确 答案 C,解决安培力作用下物体的平衡问题时，根据需要画出导体棒受力的正视图或侧视图、俯视图，然后分析导体棒受力，利用平衡方程进行求解,安培力作用下导体棒的平衡问题,(2011天津理综)(18分)如图124所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水
8、平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m0.02 kg，电阻均为R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止取g10 m/s2，问,(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？ (2)棒ab受到的力F多大？ (3)棒cd每产生Q0.1 J的热量，力F做的功W是多少？,【规范解答】 解：从b端向a看，ab棒受力图 (1)棒cd受到的安培力为FcdIlB (2分) 棒cd在共点力作用下平衡，则Fcdmg sin 30(
9、2分) 由式，代入数据解得I1 A(1分) 根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c(1分) (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 FabFcd (2分) 对棒ab，由共点力平衡知Fmg sin 30IlB(2分) 代入数据解得 F0.2 N (1分),答：(1)1 A 方向由d至c (2)0.2 N (3)0.4 J,解安培力作用下物体平衡问题步骤是：(1)根据需要画出物体受力的正视图、侧视图或俯视图，将立体情境转化为平面问题(2)画出受力示意图(3)根据平衡条件列方程,3(2011广东珠海模拟)如图125所示，在倾角为的斜面上固定两条光滑导轨MN、PQ，电阻不计，导轨处于垂直于斜面
10、向上的匀强磁场中在导轨上放置一质量为m的金属棒ab，并对其施加一平行斜面向上的恒定的作用力，使其加速向上运动某时刻在导轨上再由静止放置一个与ab相同的金属棒cd，cd棒恰好能保持静止，且ab棒同时由加速运动变为匀速运动，则 A外力大小为mg sin B外力大小为2mg sin C放置cd棒前外力的功率保持不变 D金属棒cd受到的安培力大小为mg sin ,解析 cd棒置于导轨上时，恰好能保持静止，说明受到的安培力与重力沿斜面向下的分力相等，即F安mg sin ，所以D项正确cd棒置于导轨上之前，ab棒虽然切割磁感线，产生感应电动势，但不能形成回路，没有电流，不受安培力，放上cd棒瞬间电路闭合，
11、产生了电流，也就会受到安培力，此时ab棒匀速运动，故有F外mg sin F安，显然F外2mg sin ，B项正确，A项错误；放置cd棒前外力不变，速度不断增大，所以外力的功率逐渐增大，C项错误 答案 BD,【解析】 对a处小球进行隔离分析，如图所示，小球处于平衡状态，则FOa sin 30Fq cos 30mg，FOa cos 30FqFq sin 30，联立解得FOamg，又利用对称性可知FOaFOb，则选项B正确【答案】 B,如图127甲所示，一质量为m、通有电流I的导体棒ab置于倾角为、宽度为d的光滑平行导轨上，图乙是从b向a方向观察时的平面视图，欲使导体棒ab能静止在斜轨上，可在导轨所在的空间加一垂直于导体棒ab的匀强磁场，图乙中水平、竖直或平行斜轨、垂直斜轨的五个箭头分别表示磁场的可能方向下列关于该磁场的大小及方向的说法中正确的是,【答案】 BCD,
