人教版高中物理選修3-1磁場-復(fù)習(xí)課件-提綱+例題

1、 物理3-1磁 場 復(fù) 習(xí) 一、磁場的產(chǎn)生1、產(chǎn)生：磁體（磁極）、電流（運動電荷）2、電本質(zhì)：磁體安培分子電流假說電流所有磁場都是運動電荷（電流）產(chǎn)生分子電流大?。阂?、磁場的產(chǎn)生1、產(chǎn)生：磁體（磁極）、電流（運動電荷）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，反向相斥磁場對電流作用：安培力左手定則磁場對運動電荷作用：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：對于磁體：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、常見電流的磁場（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：對于磁體：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（磁體）的磁場：、勻強磁場：、條形磁鐵：、蹄形磁鐵：BB4、常見（磁體）的磁場：、勻強磁場：、條形磁鐵：、蹄形、地磁場：同條形磁鐵:地磁場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：同條形磁鐵:地磁場N極在地理南極，三、 磁感應(yīng)強度B1、定義式：2、單位：特斯拉（T）3、矢量性：-定量描述磁場的強弱磁感應(yīng)強度B的方向：（磁場方向）（規(guī)定）小磁針N極的受力方向（靜止時N極指向） 磁感線的切線三、 磁感應(yīng)強度B1、定義式：2、單位：特斯

3、拉（T）3、矢量五、 磁場對電流的作用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、 磁場對電流的作用1、安培力：大?。悍较颍?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磁場垂直,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為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、增強磁極間的磁感應(yīng)強度； 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動情況分析問題歸納畫出導(dǎo)線所在處的磁場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)受力情況判斷運動情況安培力

5、作用下物體的運動情況分析問題歸納畫出導(dǎo)線所在處的磁場方 6、在垂直紙面向里的勻強磁場B中，有一個垂直磁感線的環(huán)形線圈，通有順時針電流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 D、環(huán)形線圈有擴張的趨勢AD課堂練習(xí) 6、在垂直紙面向里的勻強磁場B中，有一個垂直磁感線的環(huán)形1、把一重力不計的通電直導(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，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時，導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看)（ ） A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D.逆時針方向轉(zhuǎn)

6、動，同時上升I反饋練習(xí)C1、把一重力不計的通電直導(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 特殊位置法分析運動I電流微元法F方向BF方向BIBF 特殊位置法分析運動SN等效法分析運動NS2、如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，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時，將會出現(xiàn)( )A線圈向磁鐵平移 B線圈遠離磁鐵平移 C從上往下看，線圈順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵 D從上往下看，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，同時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等效法分析運動NS2、如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一NS等效法：分析運動3、如圖

7、兩個同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛，相隔一小段距離，當(dāng)同時給兩導(dǎo)線環(huán)通以同向電流時，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：分析運動3、如圖兩個同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛，相NSF（1）繩子拉力_ (變大,變小,不變)（2）桌面對磁鐵的支持力_（3）桌面對磁鐵的摩擦力_ (有,無).變大變小無NSF桌面對磁鐵有無摩擦力_ (有,無) 方向_.有水平向右Ff反饋練習(xí)NSF（1）繩子拉力_變大變小無NSF桌面對磁鐵10、討論下圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計重力的情況下，將如何運動？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，線圈向右運動10、討論下圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計重力的情況下，將如何運動法二：電流元法如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對稱性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向右運動【題后反思】在用電流元法分析問題時，要在對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)較小的金屬彈簧處于 自由狀態(tài)，當(dāng)彈簧通以電流時，彈簧將（ ） .縱向收縮，徑向膨脹； .縱向伸長，徑向收縮； .縱向收縮，徑向收縮； .縱向伸長，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)較小的金屬彈簧處于A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的通電導(dǎo)線ab，則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運動的情況是()圖3414A沿紙面逆時針轉(zhuǎn)動B沿紙面順時針轉(zhuǎn)動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)體運動方向的判斷如果通電導(dǎo)體放置在非勻強磁場中，則不能夠運用FBIL進行定量的計算，但可用FBIL和左手定則進行定性的討論，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、最后確定運動方向，注意一般取對稱的兩段電流元分析三、安培力作用下導(dǎo)體運動方向的判斷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，判斷其運動方向，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程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，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，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢2等效分析法安培力作用下物體的平衡問題例題分析【例】在傾斜角為的光滑斜面上，置一通有電流I，長為L，質(zhì) 量為m的導(dǎo) 體棒，如圖所示，在豎直向上的磁場中靜止，則磁

12、感應(yīng)強度B為 _. FBFNmgmgFNF安培力作用下物體的平衡問題例題分析【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, 外加磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為_,方向_.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對斜面無壓 力, 外加磁場的磁感應(yīng)強度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, 外加磁場的磁感應(yīng)強度B四、安培力作用下的平衡問題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)體在磁場中的平衡、加速及做功問題，這類問題與力學(xué)知識聯(lián)系很緊密，解題時把安培力等同于重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)力；對物體進行受力分析時

13、，注意安培力大小和方向的確定；求解時注意對力學(xué)中靜力學(xué)、動力學(xué)及功和能等有關(guān)知識的綜合應(yīng)用四、安培力作用下的平衡問題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)的共點力平衡相似，一般也是先進行受力分析，再根據(jù)共點力平衡的條件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析過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，在受力分析時要單獨分析，不可與其他力混為一談(2)為方便對問題的分析和便于列方程在受力分析時先將立體圖畫成平

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，長為L，通過的電流為I，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，結(jié)果ab靜止在水平導(dǎo)軌上。若磁場方向與水平導(dǎo)軌成角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒對導(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，長為L，通過的電流為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)強度為1T的勻強磁場中，電源電動勢為6V，內(nèi)阻為1，為使MN處于靜止狀態(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計

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、磁場力：2、洛倫茲力大?。喊才嗔Γ郝鍌惼澚Γ捍艌鰧﹄娏髯饔茫ê暧^）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電荷速度反向注意四指方向：（電流方向）磁場對運動電荷作用（微觀）3、洛倫茲力方向：左手定則（類似安培力）六、 洛倫茲力1、磁場力：2、洛倫茲力大?。喊才嗔Γ郝鍌惼?、 帶電粒子在勻強磁場中的運動1、當(dāng)VB：f=0，勻速運動2、當(dāng)VB：洛倫茲力總是垂直速度，永遠不會做功七、 帶電粒子在勻強磁場中的運動1、當(dāng)VB：f=0，勻速

16、運動周期：運動性質(zhì)：勻速圓周運動（f為向心力）軌道半徑：運動周期：運動性質(zhì)：勻速圓周運動（f為向心力）軌道半徑3、解題思路：（勻速圓周運動）圓心半徑的確定：運動軌跡中任兩點的切線的垂線交點即為圓心飛行時間的確定：周期、圓心角 回旋角等于偏向角 運動時間： t= （ /360 ）T3、解題思路：（勻速圓周運動）圓心半徑的確定：運動軌跡中任八、 綜合應(yīng)用實例分析1、速度選擇器：與粒子的質(zhì)量、電量及正負無關(guān)EBVEqEqqVBqVB2、質(zhì)譜儀：測定荷質(zhì)比、元素鑒定分析八、 綜合應(yīng)用實例分析1、速度選擇器：與粒子的質(zhì)量、電量及正3、回旋加速器：極板間交變電場周期T等于回旋周期T回交變電場中的（加速）運

17、動時間忽略N為回旋周期數(shù)dR3、回旋加速器：極板間交變電場周期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的變化周期，粒子每經(jīng)過一個周期，被電場加速二次2、將帶電粒子在狹縫之間的運動首尾連接起來是一個初速度為零的勻加速直線運動（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、帶電粒子在兩D3、帶電粒子每經(jīng)電場加速一次，回旋半徑就增大一次，每次增加的動能為 所有各次半徑之比為：4、對于同一回旋加速器，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、運動：2、圓周運動：受力平衡勻速直線運動如：速度選擇器、霍爾效應(yīng)、磁流體、電磁流量計（只討論勻強磁場）勻強電場、磁場、重力場中：勻速圓周運動mgEq三、 綜合應(yīng)用類型題歸納1、直線運動：2、圓周運動：受力平衡4、帶電粒子在有界磁場中運動問題分類解析OBSVP圖1一、帶電粒子在半無界磁場中的運動MNO,LAO圖3P二、帶電粒子在圓形磁場中的運動BABdVV300O圖5三、帶電粒子在長足夠大的長方形磁場中的運動llr1OV+qV圖6四、帶電粒子在正方形磁場中的運動五、帶電粒子在環(huán)狀磁場中的運動4、帶電粒子在有界磁場中運動問題分類解析OBSVP圖1一、一、兩個具體問題：1、圓心的確定（1）已知兩個速

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

20、8.0 x106m/s 6.5x10-9s1、帶電粒子在無界磁場中的運動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)強度為B的勻強磁場。正、負電子同時從同一點O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場中射出時相距多遠？射出的時間差是多少？MNBOv答案為射出點相距時間差為關(guān)鍵是找圓心、找半徑和用對稱。 2、帶電粒子在半無界磁場中的運動【例1】 如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。正、負練習(xí)1. 一個負離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中，如圖所示。磁感應(yīng)強度B的方向與離子的運動方向垂直，并垂直于圖1中紙面向里.（1）求離子進入磁場后到達屏S上時的位置與O點的距離.（2）如果離子進入磁場后經(jīng)過時間t到達位置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. 一個負離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于【例2】 一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電