人教版高中物理選修3-1磁場(chǎng)-復(fù)習(xí)課件-提綱+例題

1、 物理3-1磁 場(chǎng) 復(fù) 習(xí) 一、磁場(chǎng)的產(chǎn)生1、產(chǎn)生：磁體（磁極）、電流（運(yùn)動(dòng)電荷）2、電本質(zhì)：磁體安培分子電流假說(shuō)電流所有磁場(chǎng)都是運(yùn)動(dòng)電荷（電流）產(chǎn)生分子電流大?。阂弧⒋艌?chǎng)的產(chǎn)生1、產(chǎn)生：磁體（磁極）、電流（運(yùn)動(dòng)電荷）2、電3、磁現(xiàn)象：磁極間相互作用：同名相斥、異名相吸電流間相互作用：同向相吸，反向相斥磁場(chǎng)對(duì)電流作用：安培力左手定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用：洛倫茲力3、磁現(xiàn)象：磁極間相互作用：同名相斥、異名相吸電流間相互二、 磁感線1、：2、特點(diǎn)：對(duì)于磁體：外部NS，內(nèi)部SN-右手螺旋定則（安培定則）B線疏密程度 B大小B線的切線 B方向不相交，不中斷，閉合3、常見(jiàn)電流的磁場(chǎng)（磁感線）：直線電流（電

2、流的磁效應(yīng)）奧斯特二、 磁感線1、：2、特點(diǎn)：對(duì)于磁體：外部NS，內(nèi)部、環(huán)形電流、螺線管電流、環(huán)形電流、螺線管電流4、常見(jiàn)（磁體）的磁場(chǎng)：、勻強(qiáng)磁場(chǎng)：、條形磁鐵：、蹄形磁鐵：BB4、常見(jiàn)（磁體）的磁場(chǎng)：、勻強(qiáng)磁場(chǎng)：、條形磁鐵：、蹄形、地磁場(chǎng)：同條形磁鐵:地磁場(chǎng)N極在地理南極， S極在地理北極赤道B水平向北南半球B斜向上，北半球B斜向下、地磁場(chǎng)：同條形磁鐵:地磁場(chǎng)N極在地理南極，三、 磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、定義式：2、單位：特斯拉（T）3、矢量性：-定量描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向：（磁場(chǎng)方向）（規(guī)定）小磁針N極的受力方向（靜止時(shí)N極指向） 磁感線的切線三、 磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、定義式：2、單位：特斯

3、拉（T）3、矢量五、 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1、安培力：大小：方向： 左手定則、一般情況，F(xiàn)=ILB=ILB、當(dāng)IB，F(xiàn)最大，F(xiàn)=ILB、當(dāng)IB，F(xiàn)=0五、 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1、安培力：大小：方向： 左手3、解題一般步驟：判斷安培力方向其它力受力分析注意選擇視圖（視角）將立體受力圖應(yīng)轉(zhuǎn)化成平面圖列力學(xué)方程：列電學(xué)輔助方程:解方程及必要的討論（“答”）平衡方程牛二方程（動(dòng)能定理）F=ILBQ=Itu=IR .3、解題一般步驟：判斷安培力方向其它力受力分析注意選擇視LF=BILF=BIL中的L為有效長(zhǎng)度LLL試指出下述各圖中的安培力的大小。LF=BILF=BIL中的L為有效長(zhǎng)度LLL試指出下述各圖中 如

4、圖所示，導(dǎo)線abc為垂直折線,其中電流為I,ab=bc=L,導(dǎo)線拓在的平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求導(dǎo)線abc所受安培力的大小和方向.abc 如圖所示，導(dǎo)線abc為垂直折線,其中電流為I,ab=反饋練習(xí) 下列措施可以提高電流表線圈的靈敏度 的是（ ） （注：電表的靈敏度可以表示為/I=NBS/k） A、增加線圈的匝數(shù)； B、增強(qiáng)磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度； C、減小線圈的電阻； D、換用不易扭轉(zhuǎn)的彈簧AB反饋練習(xí) 下列措施可以提高電流表線圈的靈敏度AB安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)情況分析問(wèn)題歸納畫出導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向確定電流方向根據(jù)左手定則確定受安培力的方向根據(jù)受力情況判斷運(yùn)動(dòng)情況安培力

5、作用下物體的運(yùn)動(dòng)情況分析問(wèn)題歸納畫出導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方 6、在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一個(gè)垂直磁感線的環(huán)形線圈，通有順時(shí)針電流I，如圖所示，則下列敘述中正確的是 A、環(huán)形線圈所受的磁力的合力為零 B、環(huán)形線圈所受的磁力的合力不為零 C、環(huán)形線圈有收縮的趨勢(shì) D、環(huán)形線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)AD課堂練習(xí) 6、在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一個(gè)垂直磁感線的環(huán)形1、把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)（ ） A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)

6、動(dòng)，同時(shí)上升I反饋練習(xí)C1、把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)電流微元法F方向BF方向BIBF 特殊位置法分析運(yùn)動(dòng)I電流微元法F方向BF方向BIBF 特殊位置法分析運(yùn)動(dòng)SN等效法分析運(yùn)動(dòng)NS2、如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個(gè)線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈中電流沿圖示方向流動(dòng)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)( )A線圈向磁鐵平移 B線圈遠(yuǎn)離磁鐵平移 C從上往下看，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵 D從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵電流微元法 特殊位置法FFFF I方向 I方向D反饋練習(xí)SN等效法分析運(yùn)動(dòng)NS2、如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一NS等效法：分析運(yùn)動(dòng)3、如圖

7、兩個(gè)同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛，相隔一小段距離，當(dāng)同時(shí)給兩導(dǎo)線環(huán)通以同向電流時(shí)，兩導(dǎo)線環(huán)將：( ) A、吸引B、排斥C、保持靜止 D、邊吸引邊轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)論法：同向電流互相吸引ANNSS反饋練習(xí)NS等效法：分析運(yùn)動(dòng)3、如圖兩個(gè)同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛，相NSF（1）繩子拉力_ (變大,變小,不變)（2）桌面對(duì)磁鐵的支持力_（3）桌面對(duì)磁鐵的摩擦力_ (有,無(wú)).變大變小無(wú)NSF桌面對(duì)磁鐵有無(wú)摩擦力_ (有,無(wú)) 方向_.有水平向右Ff反饋練習(xí)NSF（1）繩子拉力_變大變小無(wú)NSF桌面對(duì)磁鐵10、討論下圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計(jì)重力的情況下，將如何運(yùn)動(dòng)？課堂練習(xí) 此題可以采用電流元法，也可采用等效法法一：

8、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N極,右端是S極，同名磁極相吸斥，線圈向右運(yùn)動(dòng)10、討論下圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計(jì)重力的情況下，將如何運(yùn)動(dòng)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(duì)稱性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向右運(yùn)動(dòng)【題后反思】在用電流元法分析問(wèn)題時(shí)，要在對(duì)稱的特殊位置選取電流元法二：電流元法如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中 5、如圖所示，一條勁度系數(shù)較小的金屬?gòu)椈商幱?自由狀態(tài)，當(dāng)彈簧通以電流時(shí)，彈簧將（ ） .縱向收縮，徑向膨脹； .縱向伸長(zhǎng)，徑向收縮； .縱向收縮，徑向收縮； .縱向伸長(zhǎng)，徑向膨脹。A推論分析法

9、S N IB2B1B1B2F2F2反饋練習(xí)S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2縱向 5、如圖所示，一條勁度系數(shù)較小的金屬?gòu)椈商幱贏推論分析法變式訓(xùn)練2 (2011年哈師大附中高二期中)如圖3414所示，兩根垂直紙面、平行且

10、固定放置的直導(dǎo)線M和N，通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線M、N等距放置的另一根可自由移動(dòng)的通電導(dǎo)線ab，則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的情況是()圖3414A沿紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B沿紙面順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Ca端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里Da端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外D變式訓(xùn)練2 (2011年哈師大附中高二期中)如圖34三、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷如果通電導(dǎo)體放置在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則不能夠運(yùn)用FBIL進(jìn)行定量的計(jì)算，但可用FBIL和左手定則進(jìn)行定性的討論，常用的方法有以下幾種：1電流元分析法把整段電流等效分成很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，

11、最后確定運(yùn)動(dòng)方向，注意一般取對(duì)稱的兩段電流元分析三、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷2等效分析法環(huán)形電流可以等效為小磁針(或條形磁鐵)，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流，通電螺線管可以等效成很多的環(huán)形電流來(lái)分析3特殊位置分析法根據(jù)通電導(dǎo)體在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運(yùn)動(dòng)方向，然后推廣到一般位置4結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)2等效分析法安培力作用下物體的平衡問(wèn)題例題分析【例】在傾斜角為的光滑斜面上，置一通有電流I，長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì) 量為m的導(dǎo) 體棒，如圖所示，在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁

12、感應(yīng)強(qiáng)度B為 _. FBFNmgmgFNF安培力作用下物體的平衡問(wèn)題例題分析【例】在傾斜角為的光滑斜例題分析引申1：欲使它靜止在斜面上, 外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi),方向_.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無(wú)壓 力, 外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為 _, 方向_.mgFNFImgB方向垂直斜面向上IFB水平向左例題分析引申1：欲使它靜止在斜面上, 外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B四、安培力作用下的平衡問(wèn)題1安培力作為通電導(dǎo)體所受的外力參與受力分析，產(chǎn)生了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡、加速及做功問(wèn)題，這類問(wèn)題與力學(xué)知識(shí)聯(lián)系很緊密，解題時(shí)把安培力等同于重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)力；對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)

13、，注意安培力大小和方向的確定；求解時(shí)注意對(duì)力學(xué)中靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及功和能等有關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用四、安培力作用下的平衡問(wèn)題2在安培力作用下的物體平衡的解決步驟和前面學(xué)習(xí)的共點(diǎn)力平衡相似，一般也是先進(jìn)行受力分析，再根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析過(guò)程中不要漏掉了安培力3與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目，主要應(yīng)用：(1)閉合電路歐姆定律；(2)安培力公式FILB；(3)物體平衡條件2在安培力作用下的物體平衡的解決步驟和前面學(xué)習(xí)的共點(diǎn)力平衡特別提醒：(1)安培力作為一種性質(zhì)力，在受力分析時(shí)要單獨(dú)分析，不可與其他力混為一談(2)為方便對(duì)問(wèn)題的分析和便于列方程在受力分析時(shí)先將立體圖畫成平

14、面圖，即面成俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等特別提醒：如圖所示，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過(guò)的電流為I，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，結(jié)果ab靜止在水平導(dǎo)軌上。若磁場(chǎng)方向與水平導(dǎo)軌成角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力。Bab反饋練習(xí)【答案】（1）Ff=BIL Sin (2)FN=mg+BIL Cos 如圖所示，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過(guò)的電流為I，處在14、如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為45，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì)

15、)NBGFNF安課堂練習(xí)【答案】R=0.214、如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為4六、 洛倫茲力1、磁場(chǎng)力：2、洛倫茲力大小：安培力：洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)電流作用（宏觀）一般位置，f=qVB =qVB 當(dāng)VB，f最大，f=qVB當(dāng)VB，f=0與正電荷速度同向與負(fù)電荷速度反向注意四指方向：（電流方向）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用（微觀）3、洛倫茲力方向：左手定則（類似安培力）六、 洛倫茲力1、磁場(chǎng)力：2、洛倫茲力大?。喊才嗔Γ郝鍌惼?、 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、當(dāng)VB：f=0，勻速運(yùn)動(dòng)2、當(dāng)VB：洛倫茲力總是垂直速度，永遠(yuǎn)不會(huì)做功七、 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、當(dāng)VB：f=0，勻速

16、運(yùn)動(dòng)周期：運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)（f為向心力）軌道半徑：運(yùn)動(dòng)周期：運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)（f為向心力）軌道半徑3、解題思路：（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）圓心半徑的確定：運(yùn)動(dòng)軌跡中任兩點(diǎn)的切線的垂線交點(diǎn)即為圓心飛行時(shí)間的確定：周期、圓心角 回旋角等于偏向角 運(yùn)動(dòng)時(shí)間： t= （ /360 ）T3、解題思路：（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）圓心半徑的確定：運(yùn)動(dòng)軌跡中任八、 綜合應(yīng)用實(shí)例分析1、速度選擇器：與粒子的質(zhì)量、電量及正負(fù)無(wú)關(guān)EBVEqEqqVBqVB2、質(zhì)譜儀：測(cè)定荷質(zhì)比、元素鑒定分析八、 綜合應(yīng)用實(shí)例分析1、速度選擇器：與粒子的質(zhì)量、電量及正3、回旋加速器：極板間交變電場(chǎng)周期T等于回旋周期T回交變電場(chǎng)中的（加速）運(yùn)

17、動(dòng)時(shí)間忽略N為回旋周期數(shù)dR3、回旋加速器：極板間交變電場(chǎng)周期T等于回旋周期T回交變電（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、帶電粒子在兩D形盒中回旋周期等于兩盒狹縫之間高頻電場(chǎng)的變化周期，粒子每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，被電場(chǎng)加速二次2、將帶電粒子在狹縫之間的運(yùn)動(dòng)首尾連接起來(lái)是一個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、帶電粒子在兩D3、帶電粒子每經(jīng)電場(chǎng)加速一次，回旋半徑就增大一次，每次增加的動(dòng)能為 所有各次半徑之比為：4、對(duì)于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半徑是相同的。3、帶電粒子每經(jīng)電場(chǎng)加速一次，回旋半徑就增大一次，每次增加的三、 綜合應(yīng)用類型題歸納1、直線

18、運(yùn)動(dòng)：2、圓周運(yùn)動(dòng)：受力平衡勻速直線運(yùn)動(dòng)如：速度選擇器、霍爾效應(yīng)、磁流體、電磁流量計(jì)（只討論勻強(qiáng)磁場(chǎng)）勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)mgEq三、 綜合應(yīng)用類型題歸納1、直線運(yùn)動(dòng)：2、圓周運(yùn)動(dòng)：受力平衡4、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題分類解析OBSVP圖1一、帶電粒子在半無(wú)界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)MNO,LAO圖3P二、帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)BABdVV300O圖5三、帶電粒子在長(zhǎng)足夠大的長(zhǎng)方形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)llr1OV+qV圖6四、帶電粒子在正方形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)五、帶電粒子在環(huán)狀磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題分類解析OBSVP圖1一、一、兩個(gè)具體問(wèn)題：1、圓心的確定（1）已知兩個(gè)速

19、度方向：可找到兩條半徑，其交點(diǎn)是圓心。（2）已知入射方向和出射點(diǎn)的位置：通過(guò)入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作中垂線，交點(diǎn)是圓心。2、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定： 2關(guān)鍵：確定圓心、半徑、圓心角一、兩個(gè)具體問(wèn)題： 2關(guān)鍵：確定圓心、半徑、CDBv 如圖所示，在B=9.1x10-4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，C、D是垂直于磁場(chǎng)方向的同一平面上的兩點(diǎn)，相距d=0.05m。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與CD成=300角，并與CD在同一平面內(nèi)，問(wèn)：(1)若電子后來(lái)又經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，則電子的速度大小是多少？(2)電子從C到D經(jīng)歷的時(shí)間是多少？(電子質(zhì)量me=9.1x10-31kg，電量e=1.6x10-19C)

20、8.0 x106m/s 6.5x10-9s1、帶電粒子在無(wú)界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)CDBv 如圖所示，在B=9.1x10-4T的【例1】 如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？MNBOv答案為射出點(diǎn)相距時(shí)間差為關(guān)鍵是找圓心、找半徑和用對(duì)稱。 2、帶電粒子在半無(wú)界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例1】 如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)練習(xí)1. 一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過(guò)小孔O射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，如圖所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與離子的運(yùn)動(dòng)方向垂直，并垂直于圖1中紙面向里.（1）求離子進(jìn)入磁場(chǎng)后到達(dá)屏S上時(shí)的位置與O點(diǎn)的距離.（2）如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)位置P，證明:直線OP與離子入射方向之間的夾角跟t的關(guān)系是 OBSvP練習(xí)1. 一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于【例2】 一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電