人教版高二物理選修《磁場(chǎng)》復(fù)習(xí)課件

1、磁場(chǎng)磁場(chǎng)一、基本概念1磁場(chǎng)的產(chǎn)生磁極周圍有磁場(chǎng)。電流周圍有磁場(chǎng)（奧斯特）。 安培提出分子電流假說（又叫磁性起源假說），認(rèn)為磁極的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)（麥克斯韋）。一、基本概念1磁場(chǎng)的產(chǎn)生磁極周圍有磁場(chǎng)。電流周圍有磁場(chǎng)（奧2磁場(chǎng)的基本性質(zhì) 磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極和電流有磁場(chǎng)力的作用（對(duì)磁極一定有力的作用；對(duì)電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場(chǎng)力作用）。這一點(diǎn)應(yīng)該跟電場(chǎng)的基本性質(zhì)相比較。3磁感應(yīng)強(qiáng)度 條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)；或L很小，且LB 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。單位是特斯拉，符號(hào)為T1T=1N/(Am)=1kg/(As2)2磁場(chǎng)的基本性質(zhì) 磁場(chǎng)對(duì)

2、放入其中的磁極和電流有磁場(chǎng)4磁感線 用來形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的曲線。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也就是在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極的指向。磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 磁感線是閉合曲線（和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不同）。 幾種磁場(chǎng)的磁感線： 4磁感線 用來形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的曲線。安培定則（右手螺旋定則）：安培定則5磁通量 可以認(rèn)為磁通量就是穿過某個(gè)面的磁感線條數(shù)。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2) 如果在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，其面積為S，則定義B與S的乘積為穿過這個(gè)面的磁通量，用表示。是標(biāo)量，但是有方向（進(jìn)該面或

3、出該面）。單位為韋伯，符號(hào)為Wb。 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)B與S的夾角為時(shí)，有=BS 。人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)5磁通量 可以認(rèn)為磁通量就是穿過某個(gè)面的磁感線條數(shù)。1Wb二、安培力 （磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力） 方向由左手定則確定條件： L 與 B 垂直（二者平行時(shí)不受安培力）人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)二、安培力 （磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力） 方向由左手定則確定條件：例2條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中

4、的正上方有一導(dǎo)線，通有圖示方向的電流后，磁鐵對(duì)水平面的壓力將會(huì)_（增大、減小還是不變？）。水平面對(duì)磁鐵的摩擦力大小為_。NSIFF人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)例2條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中的正上方有一導(dǎo)線，通有圖例4如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長(zhǎng)也為L(zhǎng) ，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿正好能靜止。求：B至少多大？這時(shí)B的方向如何？若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？

5、E30BARB方向垂直導(dǎo)軌平面向上人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)例4如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁【例與練】判斷下面各圖F、B、I三個(gè)中未知的一個(gè)FB乙B甲FI人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)【例與練】判斷下面各圖F、B、I三個(gè)中未知的一個(gè)FB乙B甲F【例與練】如圖所示，用兩條一樣的彈簧秤吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通入自左向右的電流。當(dāng)棒

6、靜止時(shí)，彈簧秤示數(shù)為F1；若將棒中電流反向，當(dāng)棒靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為F2，且F2F1，根據(jù)上面所給的信息，可以確定 （ ） A磁場(chǎng)的方向 B磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 C安培力的大小 D銅棒的重力ACD【例與練】如圖所示，用兩條一樣的彈簧秤吊著一根銅棒，銅棒所在4、電流間的相互作用IIII同向電流相互吸引電流間的相互作用是電流在彼此形成的磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用。反向電流相互排斥結(jié)論：4、電流間的相互作用IIII同向電流相互吸引電流間的相互三、洛倫茲力 方向用左手定則判斷，四指必須指電流方向（不是速度方向），即正電荷定向移動(dòng)的方向；對(duì)負(fù)電荷，四指應(yīng)指負(fù)電荷定向移動(dòng)方向的反方向。 正電荷：v 的方向，負(fù)電

7、荷：-v 的方向 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力叫洛倫茲力，它是安培力的微觀表現(xiàn)。 IBF安F條件：v 與 B 垂直（v 與B 平行時(shí)不受洛侖茲力）三、洛倫茲力 方向用左手定則判斷，四指必須指電流方四、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中僅受洛倫茲力時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力： 進(jìn)而可知其半徑公式和周期公式： 四、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖)平行邊界(存在臨界條件，如圖)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)

8、稱性，如圖)平行邊界(存在臨界條例10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），它們的出射點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？出射的時(shí)間差是多少？ MNvBO畫好示意圖，找圓心、找半徑和用對(duì)稱。 人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)例10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LB yROvv磁偏轉(zhuǎn)穿過矩形磁場(chǎng)區(qū)。要先畫好輔助線（半徑、速度及延長(zhǎng)線） 偏轉(zhuǎn)角 sin=L/R側(cè)移由 R 2=L2+(R-y)2經(jīng)歷時(shí)間注意：這

9、里出射速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線交點(diǎn)不再是寬度線段的中點(diǎn)，區(qū)分于拋物線。人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)LB yROvv磁偏轉(zhuǎn)穿過矩形磁場(chǎng)區(qū)。要先畫好輔助線（穿過圓形磁場(chǎng)區(qū) 。畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓的圓心、連心線） vrArvAvRO偏角： 經(jīng)歷時(shí)間： 注意：由對(duì)稱性，出射線反向延長(zhǎng)必過磁場(chǎng)圓的圓心人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)穿過圓形磁場(chǎng)區(qū) 。畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓的圓心、

10、連【例與練】如圖 所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢(shì)差為 U, 帶電粒子以某一初速度 v0 沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的 M、N 兩點(diǎn)間的距離 d 隨著 U 和 v0 的變化情況為（ ）Ad 隨 v0 增大而增大，d 與 U 無關(guān)Bd 隨 v0 增大而增大，d 隨 U 增大而增大Cd 隨 U 增大而增大，d 與 v0 無關(guān)Dd 隨 v0 增大而增大，d 隨 U 增大而減小A解析：人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)

11、【例與練】如圖 所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢(shì)差為 U,【例與練】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m2.010-11kg，電荷量 q1.010-5C 的帶電微粒(重力忽略不計(jì))，從靜止開始經(jīng) U1100V 電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓 U2100V金屬板長(zhǎng)L20cm，兩板間距 。 求：(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度 v0 的大小；(2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角；(3)若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D10cm，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)

12、課件(共39張PPT)【例與練】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m2.010-11kg，電（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有：（3）進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是： 軌跡如圖所示由幾何關(guān)系有：洛倫茲力提供向心力有：由以上各式可求得：（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有：（3）進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒圖6例2、圖6所示：由光滑絕緣壁圍成的正方形（邊長(zhǎng)為a）勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電量為q的正粒子垂直于磁場(chǎng)方向和邊界從下邊界正中央的A孔射入該磁場(chǎng)中，粒子碰撞時(shí)無能量和電量損失，不計(jì)粒子重力和碰撞時(shí)間，粒子運(yùn)動(dòng)半徑小于a，要使粒子仍能從A孔射出，求粒子的入射速度和粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間？ 圖6例2、圖6所示：

13、由光滑絕緣壁圍成的正方形（邊長(zhǎng)為a）勻強(qiáng)圖7解析： 設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)半徑為R,，則 運(yùn)動(dòng)周期 粒子能從A孔射出，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡有兩種典型： 圖7所示情形 則 求得粒子的入射速度 （）磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間圖7解析： 設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)半徑為R,，則 運(yùn)動(dòng)周期 圖8 圖8所示情形 則 求得粒子的入射速度 磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間感受美：該粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡繪成了一塊漂亮的磁磚。圖8求得粒子的入射速度 磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間感受美：該粒子運(yùn)動(dòng)的五、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1速度選擇器 正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成速度選擇器。 qEqvBv 若vE/B，則向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率減小； 若vE/B，則向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率增大。 帶電粒

14、子必須以唯一確定的速度（v=E/B 、方向向右）才能沿直線勻速通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)五、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1速度選擇器 正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和例11某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的速度v0向右射去，從右端中心a下方的b點(diǎn)以速度v1射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，該粒子將打到a點(diǎn)上方的c點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶_電；第二次射出時(shí)的速度為_。 cabv0qEqvB人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教

15、版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)例11某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以垂直于電場(chǎng)和2帶電微粒在重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力共同作用下的運(yùn)動(dòng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)均為勻強(qiáng)場(chǎng)） 例13一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則該帶電微粒必然帶_，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開。若已知圓半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度為 E 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，則線速度為_。 BE負(fù)電， 帶電微粒在三個(gè)場(chǎng)共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。必然是電場(chǎng)力和重力平衡，而洛倫茲力充當(dāng)向心力 ！逆時(shí)針，v = qBr/m = gBr/E人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理

16、 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)2帶電微粒在重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力共同作用下的運(yùn)動(dòng)（電場(chǎng)、磁如圖所示，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里許多質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向，由小孔O射入磁場(chǎng)區(qū)域不計(jì)重力，不計(jì)粒子間的相互影響圖乙中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中R (mv)/( Bq)，則正確的圖是( )人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)如圖所示，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感

17、應(yīng)強(qiáng)度例6、如圖所示，真空中分布著有界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和兩個(gè)均垂直于紙面，但方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的寬度為L(zhǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B，且右邊磁場(chǎng)范圍足夠大一帶正電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，從A點(diǎn)由靜止釋放經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，穿過中間磁場(chǎng)進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回A點(diǎn)而重復(fù)上述過程，不計(jì)粒子重力，求：（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速率v；（2）中間磁場(chǎng)的寬度d（3）求粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第一次回到A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)例6、如圖所示，真空中分布著有界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和兩

18、個(gè)均垂直于紙面【例與練】在如右圖所示的直角坐標(biāo)系中，x軸的上方存在與x軸正方向成45角斜向右下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E 104 V/m。x軸的下方有垂直于xOy面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2102 T。把一個(gè)比荷為q/m2108 C/kg的正點(diǎn)電荷從坐標(biāo)為(0,1)的A點(diǎn)處由靜止釋放。電荷所受的重力忽略不計(jì)。(1)求電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間；(2)求電荷在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑(保留兩位有效數(shù)字)；(3)當(dāng)電荷第二次到達(dá)x軸上時(shí)，電場(chǎng)立即反向，而場(chǎng)強(qiáng)大小不變，試確定電荷到達(dá)y軸時(shí)的位置坐標(biāo)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二

19、物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)【例與練】在如右圖所示的直角坐標(biāo)系中，x軸的上方存在與x軸正解：(1)電荷從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動(dòng)到x軸上C點(diǎn)的過程：(2)電荷到達(dá)C點(diǎn)的速度為即電荷在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為0.71 m在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度方向與x軸正方向成45角。得：人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)解：(1)電荷從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動(dòng)到x軸上C點(diǎn)的過程：(2)電荷(3)如圖，軌跡圓與x軸相交的弦長(zhǎng)為：所以電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O再次進(jìn)入電場(chǎng)中，且速度方向與電場(chǎng)方向垂直，電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)

20、解得：則類平拋運(yùn)動(dòng)中垂直于電場(chǎng)方向的位移即電荷到達(dá)y軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)為( 0, 8 )設(shè)到達(dá)y 軸的時(shí)間為t1，則：人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)(3)如圖，軌跡圓與x軸相交的弦長(zhǎng)為：所以電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O再例14質(zhì)量為 m 帶電量為 q 的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向如圖所示，電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長(zhǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)也足夠大， 求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大加速度和最大速度。 EBqEqvBmgfN最大加速度為 g，此時(shí)有：qvB=qE，N=0，f=0當(dāng)摩擦力和重力大小相等時(shí)，小球速度達(dá)到最大 人教版 高二物理 選修3-1 第三章磁場(chǎng)復(fù)習(xí)課件(共39張PPT)人