人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件

第三章 磁场,复习课件,第三章 磁场,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,判定安培力作用下通电导体或通电线圈的运动方向，首先应该画出通电导体所在处的磁感线方向，然后根据左手定则确定导体所受安培力的方向，再由导体的受力情况判定导体的运动,方向。,归纳提升,判定安培力作用下通电导体或通电线圈的运动方向，首先应该画出通,1.,电流,元分析法,把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个,电流元。先,用左手定则判断出每一小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动,方向。,2.,等效,分析法,环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形,磁铁。,1.电流元分析法,3.,利用,结论法,（,1,）两,电流相互平行时，无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互,排斥。,（,2,）两,电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的,趋势,.,4.,转换,研究对象法,在分析磁体所受磁场力作用时，往往根据物体之间作用力的相互性，首先判定直导线受力，而后分析磁体受,力。这,是一个逆向思维的过程，在学习过程中应注意这种分析方法的,使用。,3.利用结论法,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,解析：,同向环形电流间相互吸引，虽然两电流的大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，又因线圈质量相等，所以选,C,项。,答案：,C,解析：同向环形电流间相互吸引，虽然两电流的大小不等，但根据牛,安培力可以使通电导体静止、运动或转动，安培力还可以做功，解题的基本思路和力学问题一样，先取研究对象进行受力分析，然后根据题中条件、牛顿定律等规律列式,求解。,具体求解应从以下几个方面着手分析：,1.,安培力,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,时，,F,ILB,sin,。,安培力可以使通电导体静止、运动或转动，安培力还可以做功，解题,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.,解决,安培力问题的一般步骤,（,1,）画,出通电导线所在处的磁感线的,方向。,（,2,）用,左手定则确定通电导线所受安培力的,方向。,（,3,）根据,初速度的方向结合牛顿定律确定导体的运动,情况。,2.安培力的方向,4.,注意,的问题,（,1,）通电,导线在磁场中受到的安培力与导线放置的角度有关，导线垂直于磁场方向的长度为,有效长度。,（,2,）在,将三维立体图转化为平面图时注意画准力的,方向。,4.注意的问题,【,例,2,】,如,图,3,2,所示，质量,m,0.1kg,的导体棒静止于倾角为,30,的斜面上，导体棒长度,L,0.5m,。通,入垂直纸面向里的电流，电流大小,I,2A,，整个装置处于磁感应强度,B,0.5T,，方向竖直向上的匀强磁场,中。求：（取,g,10m/s,2,）,（,1,）导体,棒所受安培力的大小和方向；,（,2,）导体,棒所受静摩擦力的大小和,方向。,【例2】如图32所示，质量m0.1kg的导体棒静止于倾角,解析：,解决此题的关键是分析导体棒的受力情况，明确各力的方向和,大小。,（,1,）,安培力,F,安,ILB,2,0.5,0.5N,0.5N,。,由左手定则可知安培力的方向水平,向右,。,解析：解决此题的关键是分析导体棒的受力情况，明确各力的方向和,（,2,）建立,如图坐标系，分解重力和安培力在,x,轴方向上，设导体棒受的静摩擦力大小为,F,f,，方向沿斜面,向下。,在,x,轴方向上有：,mg,sin,F,f,F,安,cos,，,解,得,F,f,0.067N,，,负号说明静摩擦力的方向与假设的方向相反，,即沿斜面,向上。,答案,：,（,1,）,0.5N,水平向右,（,2,）,0.067N,沿斜面向上,（2）建立如图坐标系，分解重力和安培力在x轴方向上，设导体,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,2.,带电粒子,在磁场中运动的临界问题,当某种物理现象变化为另一种物理现象，或物体从一种状态变化为另一种状态，发生这种质的飞跃的转折状态通常称临界状态，涉及临界状态的物理问题叫临界问题，产生临界状态的条件叫临界条件，临界问题能有效地考查多方面的,能力。,带电粒子在磁场中运动，往往出现临界问题，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。,2.带电粒子在磁场中运动的临界问题,【,例,3,】,如,图,3,3,所示，匀强磁场的磁感应强度为,B,，宽度为,d,，边界为,CD,和,EF,。一,电子从,CD,边界外侧以速率,v,0,垂直射入匀强磁场，入射方向与,CD,边界间夹角为,。已知,电子的质量为,m,，电荷量为,e,，为使电子能从磁场的另一侧,EF,射出，求电子的速率,v,0,至少多大？若,角可取任意值，,v,0,的最小值是多少？,【例3】如图33所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，,解析：,本题考查圆周运动的边界问题的求解,方法。当,入射速率,v,0,很小时，电子会在磁场中转动一段圆弧后又从,CD,一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道的边界与,EF,相切时，电子恰好不能从,EF,射出，如图所示，电子恰好射出时，由几何知识可得：,解析：本题考查圆周运动的边界问题的求解方法。当入射速率v0很,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,反思领悟：,解题关键是用放缩法画图找临界,条件。,反思领悟：解题关键是用放缩法画图找临界条件。,复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在的某一,空间。粒子,经过该空间时可能受到的力有重力、静电力和,洛伦兹力。处理带电粒子（带电体）在,复合场中运动问题的方法：,复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域,1.,正确,分析,带电粒子（带电体）的,受力特征,带电粒子（带电体）在,复合场中做什么运动，取决于,带电粒子（带电体）所,受的合外力及其初始,速度。带电粒子（带电体）在,磁场中所受的洛伦兹力还会随速度的变化而变化，而洛伦兹力的变化可能会引起,带电粒子（带电体）所,受的其他力的变化，因此应把,带电粒子（带电体）的,运动情况和受力情况结合起来分析，注意分析,带电粒子（带电体）的,受力和运动的相互关系，通过正确的受力分析和运动情况分析，明确,带电粒子（带电体）的,运动过程和运动性质，选择恰当的运动规律,解决问题。,1.正确分析带电粒子（带电体）的受力特征,2.,灵活,选用力学规律,（,1,）当带电粒子（带电体）在,复合场中做匀速运动时，就根据平衡条件列方程,求解。,（,2,）当带电粒子（带电体）在,复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程,求解。,（,3,）当带电粒子（带电体）在,复合场中做非匀变速曲线运动时，常选用动能定理或能量守恒定律列方程,求解。,2.灵活选用力学规律,3.,带电粒子,在匀强电场和匀强磁场中偏转的区别,3.带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的区别,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,【,例,4,】,在,如图,3,4,所示的平面直角坐标系中，存在一个半径,R,0.2m,的圆形匀强磁场区域，磁感应强度,B,0.1T,，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与坐标原点,O,相切。,y,轴右侧存在电场强度大小为,E,1.0,10,4,N,/C,的匀强电场，方向沿,y,轴正方向，电场区域宽度,l,0.1m,现从坐标,为（,0.2m,，,0.2m,）的,P,点发射出质量,m,2.0,10,9,kg,、带电荷量,q,5.0,10,5,C,的带正电粒子，沿,y,轴正方向射入匀强磁场，速度大小,v,0,5.0,10,3,m/,s,.,重力,不计。,【例4】在如图34所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R,（,1,）求,该带电粒子射出电场时的位置坐标；,（,2,）为了,使该带电粒子能从坐标,为（,0.1m,，,0.05m,）的,点回到电场中，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小,面积。,（1）求该带电粒子射出电场时的位置坐标；,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,答案,：,（,1,）（,0.1m,，,0.05m,）,（,2,）,4T,0.02m,2,答案：（1）（0.1m，0.05m）（2）4T0.02m,洛伦兹力在现代科技中应用十分广泛，前面我们已经学习的速度选择器、质谱仪、回旋加速器等都是利用洛伦兹力，下面再列举几,例。,洛伦兹力在现代科技中应用十分广泛，前面我们已经学习的速度选择,1,磁流体发电机,如图,3,5,所示是磁流体发电机的原理图，其原理是由燃烧室,O,燃烧电离成的正、,负离子（等离子体）以,高速,v,喷入偏转磁场,B,（发电通道）中,，正负离子在洛伦兹力作用下发生上、下偏转而积聚到,A,、,C,板上，产生电势差，从而在两板间形成一个向下的电场此后进入两板间的等离子体将同时受静电力和洛伦兹力作用，当等离子体受静电力与洛伦兹力平衡，即,qE,Bq,v,时，等离子体将匀速通过发电通道，此时,A,、,C,板上积聚的电荷最多，两板间电势差最大，闭合开关,S,，将,A,、,C,两板与负载,R,相连，就可对外供电，这就是磁流体发电,AC,两板间电势差的最大值,U,即为该发电机的电动势，由,qE,Bq,v,及,E,U,/,d,可得，电动势为：,U,Bd,v,，其中,d,为,AC,两板间的,距离。,1磁流体发电机,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,思路点拨：,当小灯泡正常发光时，根据所提供的参数，可求出灯泡两端的电压，因不考虑发电机的内阻，该电压就等于发电机的电动势，也等于两极板间的,电压。然后,对等离子体列受力平衡方程即可,求解。,思路点拨：当小灯泡正常发光时，根据所提供的参数，可求出灯泡两,【,例,1,】,如,图,3,9,所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度,B,1,1T,。位于,纸面内的细直导线，长,L,1m,，通有,I,1A,的,恒定电流。当,导线与,B,1,成,60,夹角时，发现其受到的安培力为,零。则,该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度,B,2,的大小可能,为（）,【例1】如图39所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应,人教版高中物理选修3-1：第三章-磁场-复习ppt课件,错因分析：,很多同学只选,C,，认为合磁感应强度为零导线才不受安培力的作用，漏选,B,、,D.,出现错误的主要原因是不清楚当合磁场的磁感应强度沿导线方向时导线也不受,安培力。,错因分析：很多同学只选C，认为合磁感应强度为零导线才不受安培,【,例,2,】,如,图,3,10,所示，,a,为带正电的小物块，,b,是一不带电的绝缘物,块（设,a,、,b,间无,电荷转移），,a,、,b,叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力,F,拉,b,物块，使,a,、,b,一起无相对滑动地向左加速运动，则在加速运动,阶段（）,A.,a,对,b,的压力不变,B.,a,对,b,的压力变大,C.,a,、,b,物块间的摩擦力变