新课标人教版高中物理选修3-1第三章磁场复习课件ppt
文档属性
| 名称 | 新课标人教版高中物理选修3-1第三章磁场复习课件ppt |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 890.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-07-07 15:08:28 | ||
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文档简介
课件23张PPT。第三章 磁 场运动的电荷运动电荷(电流)北极N→SS→N垂直ILB(B⊥L)安培力既可以使通电导体静止、运动或转动，又可以对通电导体做功，因此有关安培力问题分析与计算的基本思路和方法与力学问题一样，先取研究对象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题中条件由牛顿定律或动能定理等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：
1．安培力的大小
(1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝ILB.
(2)当通电导体和磁场方向平行时，F＝0.
(3)当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILBsin θ.有关安培力问题的分析与计算2．安培力的方向
(1)安培力的方向由左手定则确定．
(2)F安⊥B，同时F安⊥L，即F安垂直于B和L决定的平面，但L和B不一定垂直．
3．安培力作用下导体的状态分析
通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态，也可能处于运动状态．对导体进行正确的受力分析,是解决该类问题的关键.分析的一般步骤是：
(1)明确研究对象，这里的研究对象一般是通电导体．
(2)正确进行受力分析并画出导体的受力分析图，必要时画出侧视图、俯视图等．
(3)根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程．
(4)运用平衡条件或动力学知识列式求解． (2014·武汉中学高二检测)如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝0.5 Ω，竖直导轨宽L＝0.2 m，导轨电阻不计．另有一质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，靠在导轨的外面．为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)．求：
(1)此磁场的方向；
(2)磁感应强度B的取值范围．[解析] (1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出由a→b的侧视图，并对棒ab受力分析如下图所示．经分析知磁场的方向斜向下指向纸里．甲 乙 [答案] (1)斜向下指向纸里 (2)3.0 T≤B≤16.3 T所谓“电偏转”与“磁偏转”是指分别利用电场和磁场对运动电荷施加作用，从而控制其运动方向，但电场和磁场对电荷的作用特点不同，因此这两种偏转有明显的差别.电偏转与磁偏转的分析电场力F＝Eq，大小、方向不变洛伦兹力F＝Bqv，大小不变，方向随v而改变且F⊥v类平抛运动匀速圆周运动或其一部分抛物线圆或圆的一部分电场力与速度的夹角越来越小，动能不断增大，并增大得越来越快洛伦兹力不做功，所以动能保持不变纵向偏移y和偏转角φ要通过类平抛运动的规律求解纵向偏移y和偏转角φ要结合圆的几何关系通过对圆周运动的讨论求解 如图所示，某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场,此区域的宽度d＝8 cm，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域．若电场与磁场共存，电子穿越此区域恰好不发生偏转；若射入时撤去磁场，电子穿越电场区域时，沿电场方向偏移量y＝3.2 cm；若射入时撤去电场，电子穿越磁场区域时也发生了偏转．不计重力作用，求：(1)电子射入时的初速度的表达式；(注：表达式不必代入具体数值，只保留字母符号)
(2)电子比荷的表达式；
(3)画出电子穿越磁场区域时(撤去电场时)的轨迹并标出射出磁场时的偏转角α.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(4)电子穿越磁场区域后(撤去电场时)的偏转角α.带电粒子在复合场中的运动问题分析1．弄清复合场的组成是正确解决问题的基础
复合场一般包括重力场、电场和磁场三种场的任意两种复合或三种场复合．
2．正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提
(1)带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动(如速度选择器)．(2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向、洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.
(3)当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程可分段处理．3．灵活选用力学规律是解决问题的关键
(1)当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解．
(2)当带电粒子在复合场中做匀变速直线运动时，往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解．
(3)当带电粒子在复合场中做匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．说明：(1)电子、质子、α粒子等一般不计重力，带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用．
(2)对于粒子连续通过几个不同场的问题,要分阶段进行处理,并注意相邻阶段的关联量，如速度、位移、时间等．
(3)由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，因此往往会出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)速率为λv0(λ＞1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离.
1．安培力的大小
(1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝ILB.
(2)当通电导体和磁场方向平行时，F＝0.
(3)当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILBsin θ.有关安培力问题的分析与计算2．安培力的方向
(1)安培力的方向由左手定则确定．
(2)F安⊥B，同时F安⊥L，即F安垂直于B和L决定的平面，但L和B不一定垂直．
3．安培力作用下导体的状态分析
通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态，也可能处于运动状态．对导体进行正确的受力分析,是解决该类问题的关键.分析的一般步骤是：
(1)明确研究对象，这里的研究对象一般是通电导体．
(2)正确进行受力分析并画出导体的受力分析图，必要时画出侧视图、俯视图等．
(3)根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程．
(4)运用平衡条件或动力学知识列式求解． (2014·武汉中学高二检测)如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝0.5 Ω，竖直导轨宽L＝0.2 m，导轨电阻不计．另有一质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，靠在导轨的外面．为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)．求：
(1)此磁场的方向；
(2)磁感应强度B的取值范围．[解析] (1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出由a→b的侧视图，并对棒ab受力分析如下图所示．经分析知磁场的方向斜向下指向纸里．甲 乙 [答案] (1)斜向下指向纸里 (2)3.0 T≤B≤16.3 T所谓“电偏转”与“磁偏转”是指分别利用电场和磁场对运动电荷施加作用，从而控制其运动方向，但电场和磁场对电荷的作用特点不同，因此这两种偏转有明显的差别.电偏转与磁偏转的分析电场力F＝Eq，大小、方向不变洛伦兹力F＝Bqv，大小不变，方向随v而改变且F⊥v类平抛运动匀速圆周运动或其一部分抛物线圆或圆的一部分电场力与速度的夹角越来越小，动能不断增大，并增大得越来越快洛伦兹力不做功，所以动能保持不变纵向偏移y和偏转角φ要通过类平抛运动的规律求解纵向偏移y和偏转角φ要结合圆的几何关系通过对圆周运动的讨论求解 如图所示，某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场,此区域的宽度d＝8 cm，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域．若电场与磁场共存，电子穿越此区域恰好不发生偏转；若射入时撤去磁场，电子穿越电场区域时，沿电场方向偏移量y＝3.2 cm；若射入时撤去电场，电子穿越磁场区域时也发生了偏转．不计重力作用，求：(1)电子射入时的初速度的表达式；(注：表达式不必代入具体数值，只保留字母符号)
(2)电子比荷的表达式；
(3)画出电子穿越磁场区域时(撤去电场时)的轨迹并标出射出磁场时的偏转角α.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(4)电子穿越磁场区域后(撤去电场时)的偏转角α.带电粒子在复合场中的运动问题分析1．弄清复合场的组成是正确解决问题的基础
复合场一般包括重力场、电场和磁场三种场的任意两种复合或三种场复合．
2．正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提
(1)带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动(如速度选择器)．(2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向、洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.
(3)当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程可分段处理．3．灵活选用力学规律是解决问题的关键
(1)当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解．
(2)当带电粒子在复合场中做匀变速直线运动时，往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解．
(3)当带电粒子在复合场中做匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．说明：(1)电子、质子、α粒子等一般不计重力，带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用．
(2)对于粒子连续通过几个不同场的问题,要分阶段进行处理,并注意相邻阶段的关联量，如速度、位移、时间等．
(3)由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，因此往往会出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)速率为λv0(λ＞1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离.