高中物理 第三章 磁场章末整合课件 粤教版选修31.ppt

通电导体 运动的电荷 电流 运动的电荷 垂直 电流 导线长度 比值 特斯拉 t 强弱 强 弱 n n极 s极 s极 n极 垂直 乘积 韦伯 wb bssin bilsin 垂直 掌心 电流方向 拇指 不做 专题一 安培力与其他知识的综合运用 1 首先明确磁场的分布情况 需要把立体图转化为平面图 图中应能同时表示出磁场 电流和安培力三者的方向 以便于分析和判断 2 依据左手定则判断导体的受力情况 要特别注意各物理量 b i f 的方向 3 由受力情况确定导线或线圈做何种运动 如平动 转动或同时做平动和转动 0 5 竖直导轨宽l 0 2m 导轨电阻不计 另有一金属棒质量m 0 1kg 电阻r 0 5 它与导轨间的动摩擦因数 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 取g 10m s2 求 1 此磁场的方向 2 磁感应强度b的取值范围 图3 1 例1 如图3 1所示 电源电动势e 2v 内阻r 解 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受力分析如图3 2所示 经分析知磁场的方向斜向下指向纸里 图3 2 2 如图3 2所示 当ab棒有向下滑的趋势时 受向上的 摩擦力ff 则有 i fsin30 ff mg 0f b1il ff fcos30 e r r 可解得b1 3 0t 当ab棒有向上滑的趋势时 受向下的摩擦力ff 则有f sin30 ff mg 0ff f cos30 i f b2il e r r 可解得b2 16 2t 所以若保持金属棒静止不滑动 应满足3 0t b 16 2t 触类旁通 1 如图3 3所示 在倾角 30 的斜面上固定一金属框 框宽l 0 25m 接入电动势e 12v 内阻不计的电池 垂直框面放有一根质量m 0 2kg的金属棒ab 它与框架的动摩擦 因数 整个装置放在磁感应强度b 0 8t 垂直框面向上 的匀强磁场中 当调节滑动变阻器r的阻值在什么范围时 可使金属棒静止在框架上 框架与棒的电阻不计 取g 10m s2 图3 3 解 金属棒受到四个力作用 重力mg 垂直框面向上的支持力fn 沿框面向上的安培力f安 沿框面的静摩擦力ff静 金属棒静止在框架上时 ff静的方向可能沿框面向上 也可能向下 需分两种情况考虑 当变阻器r取值较大时 i较小 安培力f安 较小 在金属棒重力分力mgsin 作用下棒有沿框架下滑的趋 势 框架对棒的摩擦力沿框面向上 受力如图10甲所示 金属棒刚好不下滑时满足平衡条件 有 甲 乙 图10 8 2 当变阻器r取值较小时 i较大 安培力f安较大 会使金属棒产生沿框面上滑的趋势 因此 框架对棒的摩擦力沿框面向下 受力如图乙所示 金属棒刚好不上滑时满足平衡条件 有 专题二洛伦兹力与电场力对运动电荷的作用 例2 如图3 4所示 a b是一对水平放置的平行金属板 板间存在着竖直向下的匀强电场 一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v0沿平行于金属板的方向进入场区 带电粒子进入场区后将向上偏转 并恰好从a板的右边缘处飞出 若撤去电场 在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场 则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转 并恰好从b板的右边缘处飞出 现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间 仍让相同的带电粒子从同一位 置以相同的速度进入场区 则下面的判断中正确的是 a 带电粒子将做匀速直线运动b 带电粒子将偏向a板一方做曲线运动c 带电粒子将偏向b板一方做曲线运动d 无法确定带电粒子做哪种运动 图3 4 图3 5 因此f电 f洛 若同时加上述电场和磁场 带电粒子将向电场力方向偏转 故b正确 答案 b c v 触类旁通 2 如图3 6所示 平行板中电场强度e的方向和磁感应强度b的方向互相垂直 这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来 所以叫做速度选择器 带电粒子能够匀速沿直线通过 速度选择器的条件是 a v eb b v e b be d v eb 图3 6 d 专题三带电体在复合场中的运动 1 受力分析是基础 在受力分析时是否考虑重力必须注意 题目条件 2 运动过程分析是关键 在运动过程分析中应注意物体做直线运动 曲线运动 圆周运动及类平抛运动的条件 3 根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列 方程求解 4 常用的物理规律 共点力平衡条件 牛顿运动定律 运动学公式 动能定理 能量守恒定律 功能关系 动量定理 动量守恒定律 圆周运动向心力公式等 5 思维方法 常用到力的合成与分解 运动的合成及分解 等效法 假设法 类比法等 例3 在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中 有一倾角为 足够长的光滑绝缘斜面 磁感应强度为b 方向垂直纸面向外 电场方向竖直向上 有一质量为m 带电荷量为 q的小球静止在斜面顶端 这时小球对斜面的正压力恰好为零 如图3 7所示 若迅速把电场方向反转为竖直向下 小球能在斜面上连续滑行多远 所用时间是多少 图3 7 象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场 质荷比为 触类旁通 3 2012年茂名一模 如图3 8所示 坐标平面第 象限内存在大小为e 4 105n c 方向水平向左的匀强电场 在第mq 4 10 10 kg c的带正电粒子从x轴上的a点以初速度v0 2 107m s垂直x轴射入电场 oa 0 2m 不计重力 求 1 粒子经过y轴时的位置到原点o的距离 2 若要求粒子不能进入第三象限 求磁感应强度b的取值范围 不考虑粒 子第二次进入电场后的运动情况 图