人教版高中物理选修3-1磁场-复习课件-提纲+例题

1、 物理3-1磁 场 复 习 一、磁场的产生1、产生：磁体（磁极）、电流（运动电荷）2、电本质：磁体安培分子电流假说电流所有磁场都是运动电荷（电流）产生分子电流大小：一、磁场的产生1、产生：磁体（磁极）、电流（运动电荷）2、电3、磁现象：磁极间相互作用：同名相斥、异名相吸电流间相互作用：同向相吸，反向相斥磁场对电流作用：安培力左手定则磁场对运动电荷作用：洛伦兹力3、磁现象：磁极间相互作用：同名相斥、异名相吸电流间相互二、 磁感线1、：2、特点：对于磁体：外部NS，内部SN-右手螺旋定则（安培定则）B线疏密程度 B大小B线的切线 B方向不相交，不中断，闭合3、常见电流的磁场（磁感线）：直线电流（电

2、流的磁效应）奥斯特二、 磁感线1、：2、特点：对于磁体：外部NS，内部、环形电流、螺线管电流、环形电流、螺线管电流4、常见（磁体）的磁场：、匀强磁场：、条形磁铁：、蹄形磁铁：BB4、常见（磁体）的磁场：、匀强磁场：、条形磁铁：、蹄形、地磁场：同条形磁铁:地磁场N极在地理南极， S极在地理北极赤道B水平向北南半球B斜向上，北半球B斜向下、地磁场：同条形磁铁:地磁场N极在地理南极，三、 磁感应强度B1、定义式：2、单位：特斯拉（T）3、矢量性：-定量描述磁场的强弱磁感应强度B的方向：（磁场方向）（规定）小磁针N极的受力方向（静止时N极指向） 磁感线的切线三、 磁感应强度B1、定义式：2、单位：特斯

3、拉（T）3、矢量五、 磁场对电流的作用1、安培力：大小：方向： 左手定则、一般情况，F=ILB=ILB、当IB，F最大，F=ILB、当IB，F=0五、 磁场对电流的作用1、安培力：大小：方向： 左手3、解题一般步骤：判断安培力方向其它力受力分析注意选择视图（视角）将立体受力图应转化成平面图列力学方程：列电学辅助方程:解方程及必要的讨论（“答”）平衡方程牛二方程（动能定理）F=ILBQ=Itu=IR .3、解题一般步骤：判断安培力方向其它力受力分析注意选择视LF=BILF=BIL中的L为有效长度LLL试指出下述各图中的安培力的大小。LF=BILF=BIL中的L为有效长度LLL试指出下述各图中 如

4、图所示，导线abc为垂直折线,其中电流为I,ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大小和方向.abc 如图所示，导线abc为垂直折线,其中电流为I,ab=反馈练习 下列措施可以提高电流表线圈的灵敏度 的是（ ） （注：电表的灵敏度可以表示为/I=NBS/k） A、增加线圈的匝数； B、增强磁极间的磁感应强度； C、减小线圈的电阻； D、换用不易扭转的弹簧AB反馈练习 下列措施可以提高电流表线圈的灵敏度AB安培力作用下物体的运动情况分析问题归纳画出导线所在处的磁场方向确定电流方向根据左手定则确定受安培力的方向根据受力情况判断运动情况安培力

5、作用下物体的运动情况分析问题归纳画出导线所在处的磁场方 6、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一个垂直磁感线的环形线圈，通有顺时针电流I，如图所示，则下列叙述中正确的是 A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势AD课堂练习 6、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一个垂直磁感线的环形1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)（ ） A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转

6、动，同时上升I反馈练习C1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导电流微元法F方向BF方向BIBF 特殊位置法分析运动I电流微元法F方向BF方向BIBF 特殊位置法分析运动SN等效法分析运动NS2、如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )A线圈向磁铁平移 B线圈远离磁铁平移 C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法 特殊位置法FFFF I方向 I方向D反馈练习SN等效法分析运动NS2、如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一NS等效法：分析运动3、如图

7、两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：( ) A、吸引B、排斥C、保持静止 D、边吸引边转动结论法：同向电流互相吸引ANNSS反馈练习NS等效法：分析运动3、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相NSF（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_ (有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁有无摩擦力_ (有,无) 方向_.有水平向右Ff反馈练习NSF（1）绳子拉力_变大变小无NSF桌面对磁铁10、讨论下图中通电导体棒ab在不计重力的情况下，将如何运动？课堂练习 此题可以采用电流元法，也可采用等效法法一：

8、等效法把通电线圈等效成小磁针由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是N极,右端是S极，同名磁极相吸斥，线圈向右运动10、讨论下图中通电导体棒ab在不计重力的情况下，将如何运动法二：电流元法如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向右运动【题后反思】在用电流元法分析问题时，要在对称的特殊位置选取电流元法二：电流元法如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中 5、如图所示，一条劲度系数较小的金属弹簧处于 自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将（ ） .纵向收缩，径向膨胀； .纵向伸长，径向收缩； .纵向收缩，径向收缩； .纵向伸长，径向膨胀。A推论分析法

9、S N IB2B1B1B2F2F2反馈练习S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2F1F1S N IB2B1B1B2F2F2纵向 5、如图所示，一条劲度系数较小的金属弹簧处于A推论分析法变式训练2 (2011年哈师大附中高二期中)如图3414所示，两根垂直纸面、平行且

10、固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是()图3414A沿纸面逆时针转动B沿纸面顺时针转动Ca端转向纸外，b端转向纸里Da端转向纸里，b端转向纸外D变式训练2 (2011年哈师大附中高二期中)如图34三、安培力作用下导体运动方向的判断如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用FBIL进行定量的计算，但可用FBIL和左手定则进行定性的讨论，常用的方法有以下几种：1电流元分析法把整段电流等效分成很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，

11、最后确定运动方向，注意一般取对称的两段电流元分析三、安培力作用下导体运动方向的判断2等效分析法环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁)，条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可以等效成很多的环形电流来分析3特殊位置分析法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置4结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势2等效分析法安培力作用下物体的平衡问题例题分析【例】在倾斜角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长为L，质 量为m的导 体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中静止，则磁

12、感应强度B为 _. FBFNmgmgFNF安培力作用下物体的平衡问题例题分析【例】在倾斜角为的光滑斜例题分析引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为_,方向_.引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为 _, 方向_.mgFNFImgB方向垂直斜面向上IFB水平向左例题分析引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B四、安培力作用下的平衡问题1安培力作为通电导体所受的外力参与受力分析，产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧密，解题时把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行受力分析时

13、，注意安培力大小和方向的确定；求解时注意对力学中静力学、动力学及功和能等有关知识的综合应用四、安培力作用下的平衡问题2在安培力作用下的物体平衡的解决步骤和前面学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力3与闭合电路欧姆定律相结合的题目，主要应用：(1)闭合电路欧姆定律；(2)安培力公式FILB；(3)物体平衡条件2在安培力作用下的物体平衡的解决步骤和前面学习的共点力平衡特别提醒：(1)安培力作为一种性质力，在受力分析时要单独分析，不可与其他力混为一谈(2)为方便对问题的分析和便于列方程在受力分析时先将立体图画成平

14、面图，即面成俯视图、剖面图或侧视图等特别提醒：如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力。Bab反馈练习【答案】（1）Ff=BIL Sin (2)FN=mg+BIL Cos 如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在14、如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计

15、)NBGFNF安课堂练习【答案】R=0.214、如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为4六、 洛伦兹力1、磁场力：2、洛伦兹力大小：安培力：洛伦兹力：磁场对电流作用（宏观）一般位置，f=qVB =qVB 当VB，f最大，f=qVB当VB，f=0与正电荷速度同向与负电荷速度反向注意四指方向：（电流方向）磁场对运动电荷作用（微观）3、洛伦兹力方向：左手定则（类似安培力）六、 洛伦兹力1、磁场力：2、洛伦兹力大小：安培力：洛伦七、 带电粒子在匀强磁场中的运动1、当VB：f=0，匀速运动2、当VB：洛伦兹力总是垂直速度，永远不会做功七、 带电粒子在匀强磁场中的运动1、当VB：f=0，匀速

16、运动周期：运动性质：匀速圆周运动（f为向心力）轨道半径：运动周期：运动性质：匀速圆周运动（f为向心力）轨道半径3、解题思路：（匀速圆周运动）圆心半径的确定：运动轨迹中任两点的切线的垂线交点即为圆心飞行时间的确定：周期、圆心角 回旋角等于偏向角 运动时间： t= （ /360 ）T3、解题思路：（匀速圆周运动）圆心半径的确定：运动轨迹中任八、 综合应用实例分析1、速度选择器：与粒子的质量、电量及正负无关EBVEqEqqVBqVB2、质谱仪：测定荷质比、元素鉴定分析八、 综合应用实例分析1、速度选择器：与粒子的质量、电量及正3、回旋加速器：极板间交变电场周期T等于回旋周期T回交变电场中的（加速）运

17、动时间忽略N为回旋周期数dR3、回旋加速器：极板间交变电场周期T等于回旋周期T回交变电（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速二次2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起来是一个初速度为零的匀加速直线运动（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、带电粒子在两D3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的动能为 所有各次半径之比为：4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半径是相同的。3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的三、 综合应用类型题归纳1、直线

18、运动：2、圆周运动：受力平衡匀速直线运动如：速度选择器、霍尔效应、磁流体、电磁流量计（只讨论匀强磁场）匀强电场、磁场、重力场中：匀速圆周运动mgEq三、 综合应用类型题归纳1、直线运动：2、圆周运动：受力平衡4、带电粒子在有界磁场中运动问题分类解析OBSVP图1一、带电粒子在半无界磁场中的运动MNO,LAO图3P二、带电粒子在圆形磁场中的运动BABdVV300O图5三、带电粒子在长足够大的长方形磁场中的运动llr1OV+qV图6四、带电粒子在正方形磁场中的运动五、带电粒子在环状磁场中的运动4、带电粒子在有界磁场中运动问题分类解析OBSVP图1一、一、两个具体问题：1、圆心的确定（1）已知两个速

19、度方向：可找到两条半径，其交点是圆心。（2）已知入射方向和出射点的位置：通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作中垂线，交点是圆心。2、运动时间的确定： 2关键：确定圆心、半径、圆心角一、两个具体问题： 2关键：确定圆心、半径、CDBv 如图所示，在B=9.1x10-4T的匀强磁场中，C、D是垂直于磁场方向的同一平面上的两点，相距d=0.05m。在磁场中运动的电子经过C点时的速度方向与CD成=300角，并与CD在同一平面内，问：(1)若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是多少？(2)电子从C到D经历的时间是多少？(电子质量me=9.1x10-31kg，电量e=1.6x10-19C)

20、8.0 x106m/s 6.5x10-9s1、带电粒子在无界磁场中的运动CDBv 如图所示，在B=9.1x10-4T的【例1】 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？MNBOv答案为射出点相距时间差为关键是找圆心、找半径和用对称。 2、带电粒子在半无界磁场中的运动【例1】 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负练习1. 一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图1中纸面向里.（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是 OBSvP练习1. 一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于【例2】 一个质量为m电荷量为q的带电