选择性必修二第一章安培力与洛仑磁力：章末复习 课件（32张PPT）
文档属性
| 名称 | 选择性必修二第一章安培力与洛仑磁力：章末复习 课件（32张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-03 12:30:32 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
安培力与洛仑磁力：章末复习
知识梳理与整合
磁场
电流的磁场
磁场的描述
磁场力
磁感应强度
磁感线
磁通量
安培定则
1.2 洛伦兹力
1.1 安培力
体现
方向：
左手定则
大小：
F=ILBsinθ
应用
知识梳理与整合
1.安培力—磁场对通电导线的作用力
知识梳理与整合
1.安培力—磁场对通电导线的作用力
F
mg
F安＝BIL
θ
知识梳理与整合
1.安培力—磁场对通电导线的作用力
教材第一节“练习与应用”2
安培力作用下导体平衡与加速问题
通电导线或通电导体棒
变三维为二维：如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图
列平衡或动力学表达式进行求解
确定研究对象
三维转化二维
列求解表达式
基本思路
关键
电磁问题力学化
立体图形平面化
安培力作用下导体平衡与加速问题
教材单元“复习与提高”B组2
如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I1时，金属杆恰好能静止。求：
（1）磁感应强度B至少有多大？此时方向如何？
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
α
mg
FN
B
FA
FA
α
mg
FN
B
FA
安培力作用下导体运动情况判定方法
教材单元“复习与提高”A组3
如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况怎样？请用以下两种方法分析：
（1）把整个线圈看成一个通电螺线管。
等效法
环形电流 小磁针 条形磁铁 通电螺线管
安培力作用下导体运动情况判定方法
教材单元“复习与提高”A组3
如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况怎样？请用以下两种方法分析：
（2）把线圈截成许多小段，每小段视为通电直导线，分析磁场对各小段导线的作用力。
I
B
F
B
F
F
电流元法
分割为电流元
运动方向
整段导体所受合力方向
安培力方向
安培力作用下导体运动情况判定方法
教材单元“复习与提高”A组2
把一根通电的硬导线放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b。
（1）描述导线的运动情况。
特殊位置法
运动方向
特殊位置
安培力方向
B
F
I
B1
O
方向：
左手定则
大小：
F=qvBsinθ
磁偏转
应 用
知识梳理与整合
2.洛伦兹力—磁场对运动电荷的作用力
安培力
洛伦兹力
宏观
微观
知识梳理与整合
安培力与洛伦兹力的关系
磁场力
知识梳理与整合
（宏观）
（微观）
磁场力
1.2 洛伦兹力
1.1 安培力
体现
F=qvB
F=ILB
左手定则
1.3带电粒子在匀强磁场中的运动
知识梳理与整合
带电粒子在匀强磁场中的运动
洛伦兹力
提供向心力
轨道半径：
运动周期：
动能：
带电粒子在匀强磁场中的运动
有界磁场
1.直线边界(进出磁场具有对称性）
2.平行边界(往往存在临界条件)
(1)沿径向射入必沿径向射出
3.圆形边界(进出磁场具有对称性)
(2)不沿径向射入时
带电粒子在有界磁场中的运动
教材第4节“练习与应用”3
如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°，求电子的比荷和穿越磁场的时间。
d
R
O
θ
关键：画轨迹、定圆心、求半径
解决带电粒子在匀强磁场中的运动的基本步骤
已知两点速度的方向
v
P
M
O
v
F洛
F洛
一、定圆心画轨迹
已知一点速度方向和另一点位置
F洛
M
v
P
O
半径
几何半径
物理半径
几何知识
物理知识
构造三角形，利用三角函数或勾股定理求解
二、选知识找半径
三、求周期或时间
注意：θ 应以弧度制表示
v的大小变化
入射点位置（平移）
缩放圆
平移圆
带电粒子在匀强磁场中的运动
动态圆模型
v的方向变化
旋转圆
带电粒子在匀强磁场中的运动
动态圆模型
旋转圆的拓展与升华：磁发散与磁聚焦
P
M
N
A
v0
B
物理模型
“共切缩放圆”
速度方向为切线的一组内切圆
圆心在同一直线上
O
带电粒子在匀强磁场中的运动
离子的质量为m、带电荷量为+q、v0方向确定，要使离子不从MP边射出
C
现从点O以同一速率将相同的带负电粒子向纸面内各个不同的方向射出，它们均做半径为r的匀速圆周运动，求带电粒子打在边界PQ上的范围（粒子重力不计）。
O
2r
P
Q
P
Q
O
r
O
2r
r
Q
P
M
N
带电粒子在匀强磁场中的运动
物理模型
“共点旋转圆”
圆心在同一圆周上
带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在匀强磁场中的运动临界与极值问题
一、思维过程：
二、物理思想和方法：
通过动态圆
建立物理情景
渐变到突变
（注意边界情况或约束条件）
临界状态
（利用几何关系）
旋转法 缩放法 平移法
教材单元“复习与提高”A组5
一束粒子中有带正电的，有带负电的，还有不带电的。要想把它们分开，可以用哪些办法？
知识梳理与整合
+
-
C
B
A
+
—
B
知识梳理与整合
磁偏转
电偏转
洛伦兹力
电场力
匀速圆周运动
类平抛运动
运动情境
受力
运动
运动规律
带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”的比较
知识梳理与整合
拓展：a、b是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。两种原子核的初速度可忽略不计，你有什么方法把它们分开吗？
加速电场：
偏转磁场：
偏转半径：
所以：
可以分开
+
B
U
+
—
a
b
质谱仪
知识梳理与整合
（宏观）
（微观）
磁场力
1.2 洛伦兹力
1.1 安培力
体现
F=qvB
F=ILB
左手定则
1.3带电粒子在匀强磁场中的运动
1.4质谱仪与回旋加速器
实例应用
知识梳理与整合
质谱仪
知识梳理与整合
质谱仪
速度选择器
F=qE
f=qvB
3.粒子能量：
4.运动时间：
知识梳理与整合
回旋加速器
1.构造：D1、D2是半圆金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源.
2.原理：
加速次数
总时间
洛仑磁力与现代科技应用
课堂小结
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
安培力与洛仑磁力：章末复习
知识梳理与整合
磁场
电流的磁场
磁场的描述
磁场力
磁感应强度
磁感线
磁通量
安培定则
1.2 洛伦兹力
1.1 安培力
体现
方向：
左手定则
大小：
F=ILBsinθ
应用
知识梳理与整合
1.安培力—磁场对通电导线的作用力
知识梳理与整合
1.安培力—磁场对通电导线的作用力
F
mg
F安＝BIL
θ
知识梳理与整合
1.安培力—磁场对通电导线的作用力
教材第一节“练习与应用”2
安培力作用下导体平衡与加速问题
通电导线或通电导体棒
变三维为二维：如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图
列平衡或动力学表达式进行求解
确定研究对象
三维转化二维
列求解表达式
基本思路
关键
电磁问题力学化
立体图形平面化
安培力作用下导体平衡与加速问题
教材单元“复习与提高”B组2
如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I1时，金属杆恰好能静止。求：
（1）磁感应强度B至少有多大？此时方向如何？
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
α
mg
FN
B
FA
FA
α
mg
FN
B
FA
安培力作用下导体运动情况判定方法
教材单元“复习与提高”A组3
如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况怎样？请用以下两种方法分析：
（1）把整个线圈看成一个通电螺线管。
等效法
环形电流 小磁针 条形磁铁 通电螺线管
安培力作用下导体运动情况判定方法
教材单元“复习与提高”A组3
如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况怎样？请用以下两种方法分析：
（2）把线圈截成许多小段，每小段视为通电直导线，分析磁场对各小段导线的作用力。
I
B
F
B
F
F
电流元法
分割为电流元
运动方向
整段导体所受合力方向
安培力方向
安培力作用下导体运动情况判定方法
教材单元“复习与提高”A组2
把一根通电的硬导线放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b。
（1）描述导线的运动情况。
特殊位置法
运动方向
特殊位置
安培力方向
B
F
I
B1
O
方向：
左手定则
大小：
F=qvBsinθ
磁偏转
应 用
知识梳理与整合
2.洛伦兹力—磁场对运动电荷的作用力
安培力
洛伦兹力
宏观
微观
知识梳理与整合
安培力与洛伦兹力的关系
磁场力
知识梳理与整合
（宏观）
（微观）
磁场力
1.2 洛伦兹力
1.1 安培力
体现
F=qvB
F=ILB
左手定则
1.3带电粒子在匀强磁场中的运动
知识梳理与整合
带电粒子在匀强磁场中的运动
洛伦兹力
提供向心力
轨道半径：
运动周期：
动能：
带电粒子在匀强磁场中的运动
有界磁场
1.直线边界(进出磁场具有对称性）
2.平行边界(往往存在临界条件)
(1)沿径向射入必沿径向射出
3.圆形边界(进出磁场具有对称性)
(2)不沿径向射入时
带电粒子在有界磁场中的运动
教材第4节“练习与应用”3
如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°，求电子的比荷和穿越磁场的时间。
d
R
O
θ
关键：画轨迹、定圆心、求半径
解决带电粒子在匀强磁场中的运动的基本步骤
已知两点速度的方向
v
P
M
O
v
F洛
F洛
一、定圆心画轨迹
已知一点速度方向和另一点位置
F洛
M
v
P
O
半径
几何半径
物理半径
几何知识
物理知识
构造三角形，利用三角函数或勾股定理求解
二、选知识找半径
三、求周期或时间
注意：θ 应以弧度制表示
v的大小变化
入射点位置（平移）
缩放圆
平移圆
带电粒子在匀强磁场中的运动
动态圆模型
v的方向变化
旋转圆
带电粒子在匀强磁场中的运动
动态圆模型
旋转圆的拓展与升华：磁发散与磁聚焦
P
M
N
A
v0
B
物理模型
“共切缩放圆”
速度方向为切线的一组内切圆
圆心在同一直线上
O
带电粒子在匀强磁场中的运动
离子的质量为m、带电荷量为+q、v0方向确定，要使离子不从MP边射出
C
现从点O以同一速率将相同的带负电粒子向纸面内各个不同的方向射出，它们均做半径为r的匀速圆周运动，求带电粒子打在边界PQ上的范围（粒子重力不计）。
O
2r
P
Q
P
Q
O
r
O
2r
r
Q
P
M
N
带电粒子在匀强磁场中的运动
物理模型
“共点旋转圆”
圆心在同一圆周上
带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在匀强磁场中的运动临界与极值问题
一、思维过程：
二、物理思想和方法：
通过动态圆
建立物理情景
渐变到突变
（注意边界情况或约束条件）
临界状态
（利用几何关系）
旋转法 缩放法 平移法
教材单元“复习与提高”A组5
一束粒子中有带正电的，有带负电的，还有不带电的。要想把它们分开，可以用哪些办法？
知识梳理与整合
+
-
C
B
A
+
—
B
知识梳理与整合
磁偏转
电偏转
洛伦兹力
电场力
匀速圆周运动
类平抛运动
运动情境
受力
运动
运动规律
带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”的比较
知识梳理与整合
拓展：a、b是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。两种原子核的初速度可忽略不计，你有什么方法把它们分开吗？
加速电场：
偏转磁场：
偏转半径：
所以：
可以分开
+
B
U
+
—
a
b
质谱仪
知识梳理与整合
（宏观）
（微观）
磁场力
1.2 洛伦兹力
1.1 安培力
体现
F=qvB
F=ILB
左手定则
1.3带电粒子在匀强磁场中的运动
1.4质谱仪与回旋加速器
实例应用
知识梳理与整合
质谱仪
知识梳理与整合
质谱仪
速度选择器
F=qE
f=qvB
3.粒子能量：
4.运动时间：
知识梳理与整合
回旋加速器
1.构造：D1、D2是半圆金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源.
2.原理：
加速次数
总时间
洛仑磁力与现代科技应用
课堂小结
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任