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,阶段提升课,第三章,阶段提升课,知识体系,思维导图,知识体系思维导图,考点整合,素养提升,【,核心素养,物理观念,】,考点磁感应强度及磁感线的理解与应用,1.,磁感应强度的理解的几点注意,:,(1),磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式,B=,认为,B,与,F,成正比,与,IL,成反比。,(2),测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则,所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。,(3),磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针,N,极的受力方向,也是自由转,动的小磁针静止时,N,极的指向。,考点整合素养提升【核心素养物理观念】,2.,磁感线及特点,:,(1),磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。,(2),磁感线的疏密程度表示磁场强弱。,(3),磁感线是闭合曲线,没有起点和终点。在磁体外部,从,N,极指向,S,极,在磁体内部,从,S,极指向,N,极。,(4),磁感线是假想的曲线,不相交、不中断、不相切。,2.磁感线及特点:,3.,磁感线的关键词转化,:,3.磁感线的关键词转化:,【,素养评价,】,1.,如图所示,在长直导线上通以电流,I,在导线右侧放正三角形导线框,两者在同一竖直平面内,则有,(,),A.,线框,ac,边受到的安培力竖直向下,B.,线框,bc,边受到的安培力水平向右,C.,线框,ac,边受到的安培力竖直向上,D.,整个线框受到的安培力的合力为零,【素养评价】,【,解析,】,选,B,。根据右手定则,在竖直导线右侧,磁感线垂直纸面向里,根据左手定则线框,ac,边受到的安培力垂直,ac,边向下,故,A,、,C,错误,;,根据左手定则,线框,bc,边受到的安培力水平向右,故,B,正确,;,因为通电导线周围的磁场随与导线的距离变远而变小,因此线圈所受合力水平向左,故,D,错误。,【解析】选B。根据右手定则,在竖直导线右侧,磁感线垂直纸面向,2.(,多选,),彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面,图中穿过线圈的磁通量可能为零的是,(,),【,解析,】,选,A,、,D,。由安培定则可得,:A,图线圈中,I,1,和,I,2,分别产生的磁场方向相反,A,图中磁通量可能为零,A,正确,;B,图线圈中,I,2,产生的磁通量为零,I,1,产生的磁通量垂直于纸面向外,所以线圈中磁通量不可能为零,;C,图中,两电流产生的磁通量都垂直于纸面向外,不可能为零,C,错误,;D,图中,两电流产生的磁场方向相反,磁通量可能为零,D,正确。,2.(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面,【,核心素养,科学思维,】,考点,1,安培力作用下的力学问题,1.,通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路,:,(1),选定研究对象。,【核心素养科学思维】,(2),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,其中安培力的方向要注意,F,安,B,、,F,安,I;,如图所示。,(3),列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。,(2)变三维为二维,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受,2.,安培力作用下的功能问题分析要点,:,(1),安培力做功与路径有关,这一点与电场力不同。,(2),安培力做功的实质是能量转化。,安培力做正功时,将电源的能量转化为导体的机械能或其他形式的能。,安培力做负功时,将机械能转化为电能或其他形式的能。,(3),解答时一般要用到动能定理与能量守恒定律。,2.安培力作用下的功能问题分析要点:,3.,安培力关键词转化,:,3.安培力关键词转化:,【,素养评价,】,1.(,多选,),质量为,m,的通电导体棒,ab,置于倾角为,的导轨上,导轨的宽度为,d,导体棒,ab,与导轨间的动摩擦因数为,。有电流时,ab,恰好在导轨上静止,如图所示。图中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中导体棒,ab,与导轨之间的摩擦力可能为零的图是,(,),【素养评价】,【,解析,】,选,A,、,B,。,A,图,导体棒受重力、水平向右的安培力和斜面给的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故,A,正确,;B,图,导体棒受重力、竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力,故,B,正确,;C,图,导体棒受重力、竖直向下的安培力和斜面给的支持力,若不受摩擦力,导体棒不可能平衡,故,C,错误,;D,图,导体棒受重力、水平向左的安培力和斜面给的支持力,若不受摩擦力,导体棒不可能平衡,故,D,错误。,【解析】选A、B。A图,导体棒受重力、水平向右的安培力和斜面,2.(,多选,),两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒,AB,和,CD,可以自由滑动。当,AB,在外力,F,作用下向右运动时,下列说法中正确的是,(,),A.,导体棒,CD,内有电流通过,方向是,DC,B.,导体棒,CD,内有电流通过,方向是,CD,C.,磁场对导体棒,AB,的作用力向左,D.,磁场对导体棒,CD,的作用力向左,2.(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁,【,解析,】,选,B,、,C,。,AB,棒切割磁感线产生感应电流,根据右手定则可知,AB,中感应电流的方向为,BA,则导体棒,CD,中的感应电流的方向为,CD,故,A,错误,B,正确。由左手定则可知,磁场对导体棒,AB,的作用力向左,对导体棒,CD,的作用力向右,故,C,正确,D,错误。,【解析】选B、C。AB棒切割磁感线产生感应电流,根据右手定则,考点,2,带电粒子在磁场中的运动,1.,理解洛伦兹力的四点注意,:,(1),正确分析带电粒子所在区域的合磁场方向。,(2),判断洛伦兹力方向时,特别区分电荷的正、负,并充分利用,FB,、,Fv,的特点。,(3),计算洛伦兹力大小时,公式,F=qvB,中,v,是电荷与磁场的相对速度。,(4),洛伦兹力对运动电荷,(,或带电体,),不做功、不改变速度的大小,但它可改变运动电荷,(,或带电体,),速度的方向,影响带电体所受其他力的大小,影响带电体的运动时间等。,考点2带电粒子在磁场中的运动,2.,带电粒子在匀强磁场中的运动,:,2.带电粒子在匀强磁场中的运动:,3.,带电粒子在匀强磁场中运动关键词转化,:,3.带电粒子在匀强磁场中运动关键词转化:,【,素养评价,】,1.,如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P,为磁场边界上,的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过,P,点,在纸面内沿不同方向射入,磁场。若粒子射入速率为,v,1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周,上,;,若粒子射入速率为,v,2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带,电粒子之间的相互作用,则,v,2,v,1,为,(,),A.,2,B.,1,C.,1D.3,【素养评价】,【,解析,】,选,C,。相同的带电粒子垂直匀强磁场入射,均做匀速圆周运动。粒子以,速度,v,1,入射,一端为入射点,P,对应圆心角为,60(,对应六分之一圆周,),的弦,PP,必,为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径,2r,1,如图甲所示,设圆形区域的半径为,R,由,几何关系知,r,1,=R,。,【解析】选C。相同的带电粒子垂直匀强磁场入射,均做匀速圆周运,其他不同方向以,v,1,入射的粒子的出射点在,PP,对应的圆弧内。,同理可知,粒子以速度,v,2,入射及出射情况,如图乙所示。由几何关系知,r,2,=,可得,r,2,r,1,=1,。,因为,m,、,q,、,B,均相同,由公式,r=,可得,vr,所以,v,2,v,1,=1,。故选,C,。,其他不同方向以v1入射的粒子的出射点在PP对应的圆弧内。,2.,如图所示,质量为,m,、带电荷量为,+q,的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为,(,),A.,继续匀速下滑,B.,将加速下滑,C.,将减速下滑,D.,上述三种情况都有可能发生,2.如图所示,质量为m、带电荷量为+q的滑块,沿绝缘斜面匀速,【,解析,】,选,A,。设斜面的倾角为,滑块没有进入电场时,根据平衡条件得,mgsin,=f,N=mgcos,又,f=,N,得到,mgsin,=,mgcos,即有,sin,=,cos,当滑块进入电场时,设滑块受到的电场力大小为,F,。根据正交分解得到滑块受到的沿斜面向下的力为,(mg+F)sin,沿斜面向上的力为,(mg+F)cos,由于,sin=cos,所以,(mg+F)sin=(mg+F)cos,即受力仍平衡,所以滑块仍做匀速运动。,【解析】选A。设斜面的倾角为,滑块没有进入电场时,根据平衡,考点,3,带电粒子在组合场与复合场中的运动,1.,带电粒子在组合场中运动,:,(1),四种常见的运动模型。,带电粒子先在电场中做匀加速直线运动,然后垂直进入磁场做圆周运动,如图,:,考点3带电粒子在组合场与复合场中的运动,带电粒子先在电场中做类平抛运动,然后垂直进入磁场做圆周运动,如图,:,带电粒子先在磁场中做圆周运动,然后垂直进入电场做类平抛运动,如图,:,带电粒子先在电场中做类平抛运动,然后垂直进入磁场做圆周运动,带电粒子先在磁场,中做圆周运动,然后垂直进入磁场,做圆周运动,如图,:,(2),三种常用的解题方法。,带电粒子在电场中做加速运动,根据动能定理求速度。,带电粒子在电场中做类平抛运动,需要用运动的合成和分解处理。,带电粒子在磁场中的圆周运动,可以根据磁场边界条件,画出粒子轨迹,用几何知识确定半径,然后用洛伦兹力提供向心力和圆周运动知识求解。,带电粒子先在磁场中做圆周运动,然后垂直进入磁场做圆周运,2.,带电粒子在叠加场中运动,:,(1),叠加场,:,电场、磁场、重力场中的两者或三者在同一区域共存,就形成叠加场。,(2),带电体在叠加场中运动的几种情况。,如图所示,匀强磁场垂直于纸面向里,匀强电场竖直向下。一带负电粒子从左边沿水平方向射入复合场区域。,若考虑重力,且,mg=Eq,则粒子做匀速圆周运动。,若不计重力,且,qvB=Eq,则粒子做匀速直线运动。,若不计重力,且,qvBEq,则粒子做变加速曲线运动。,2.带电粒子在叠加场中运动:,3.,临界问题关键词转化,:,3.临界问题关键词转化:,【,素养评价,】,1.,如图所示的坐标系中,第一象限存在与,y,轴平行的匀强电场,场强方向沿,y,轴负,方向,第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。,P,、,Q,两点在,x,轴上,Q,点横坐标是,C,点纵坐标的,2,倍。一带电粒子,(,不计重力,),若从,C,点以垂直于,y,轴的速度,v,0,向右射,入第一象限,恰好经过,Q,点。若该粒子从,C,点以垂直于,y,轴的速度,v,0,向左射入第二,象限,恰好经过,P,点,经过,P,点时,速度方向与,x,轴正方向成,90,角,则电场强度,E,与,磁感应强度,B,的比值为,(,),A.v,0,B.,v,0,C.,v,0,D.,v,0,【素养评价】,【,解析,】,选,B,。画出粒子运动轨迹如图所示,;,O,点为粒子在磁场中运动轨迹的圆心,;,则,POC=90,粒子在磁场中做圆周运动,的半径为,r=,OC=r,粒子在电场中做类平抛运动,有,:OQ=2OC=2r,粒子在电场,中运动的时间为,t=,OC=,联立解得,E=Bv,0,因此,EB=,故,B,正确。,【解析】选B。画出粒子运动轨迹如图所示;,2.(,多选,),如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为,R=0.50 m,的绝缘光滑圆槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感强度,B=0.5 T,有一质量为,m=0.10 g,的带正电的电量为,q=1.610,-3,C,的小球在水平轨道上向右运动,小球恰好能通过光滑圆槽轨的最高点,重力加速度,g,取,10 m/s,2,则下列说法正确的是,(,),A.,小球在最高点只受到洛仑兹力和重力的作用,B.,小球在最高点时受到的洛仑兹力为,110,-3,N,C.,小球到达最高点的线速度是,1 m/s,D.,小球在水平轨道上的初速度,v,0,为,6 m/
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