高中物理 第三章 磁場章末整合課件 粵教版選修31.ppt

通電導(dǎo)體 運(yùn)動(dòng)的電荷 電流 運(yùn)動(dòng)的電荷 垂直 電流 導(dǎo)線長度 比值 特斯拉 t 強(qiáng)弱 強(qiáng) 弱 n n極 s極 s極 n極 垂直 乘積 韋伯 wb bssin bilsin 垂直 掌心 電流方向 拇指 不做 專題一 安培力與其他知識(shí)的綜合運(yùn)用 1 首先明確磁場的分布情況 需要把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖 圖中應(yīng)能同時(shí)表示出磁場 電流和安培力三者的方向 以便于分析和判斷 2 依據(jù)左手定則判斷導(dǎo)體的受力情況 要特別注意各物理量 b i f 的方向 3 由受力情況確定導(dǎo)線或線圈做何種運(yùn)動(dòng) 如平動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)或同時(shí)做平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 0 5 豎直導(dǎo)軌寬l 0 2m 導(dǎo)軌電阻不計(jì) 另有一金屬棒質(zhì)量m 0 1kg 電阻r 0 5 它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 4 靠在導(dǎo)軌的外面 為使金屬棒不滑動(dòng) 施加一與紙面夾角為30 且與導(dǎo)體棒垂直指向紙里的勻強(qiáng)磁場 設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 取g 10m s2 求 1 此磁場的方向 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度b的取值范圍 圖3 1 例1 如圖3 1所示 電源電動(dòng)勢e 2v 內(nèi)阻r 解 1 要使金屬棒靜止 安培力應(yīng)斜向上指向紙里 畫出由a b的側(cè)視圖 并對(duì)棒ab受力分析如圖3 2所示 經(jīng)分析知磁場的方向斜向下指向紙里 圖3 2 2 如圖3 2所示 當(dāng)ab棒有向下滑的趨勢時(shí) 受向上的 摩擦力ff 則有 i fsin30 ff mg 0f b1il ff fcos30 e r r 可解得b1 3 0t 當(dāng)ab棒有向上滑的趨勢時(shí) 受向下的摩擦力ff 則有f sin30 ff mg 0ff f cos30 i f b2il e r r 可解得b2 16 2t 所以若保持金屬棒靜止不滑動(dòng) 應(yīng)滿足3 0t b 16 2t 觸類旁通 1 如圖3 3所示 在傾角 30 的斜面上固定一金屬框 框?qū)抣 0 25m 接入電動(dòng)勢e 12v 內(nèi)阻不計(jì)的電池 垂直框面放有一根質(zhì)量m 0 2kg的金屬棒ab 它與框架的動(dòng)摩擦 因數(shù) 整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度b 0 8t 垂直框面向上 的勻強(qiáng)磁場中 當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r的阻值在什么范圍時(shí) 可使金屬棒靜止在框架上 框架與棒的電阻不計(jì) 取g 10m s2 圖3 3 解 金屬棒受到四個(gè)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 沿框面的靜摩擦力ff靜 金屬棒靜止在框架上時(shí) ff靜的方向可能沿框面向上 也可能向下 需分兩種情況考慮 當(dāng)變阻器r取值較大時(shí) i較小 安培力f安 較小 在金屬棒重力分力mgsin 作用下棒有沿框架下滑的趨 勢 框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向上 受力如圖10甲所示 金屬棒剛好不下滑時(shí)滿足平衡條件 有 甲 乙 圖10 8 2 當(dāng)變阻器r取值較小時(shí) i較大 安培力f安較大 會(huì)使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑的趨勢 因此 框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向下 受力如圖乙所示 金屬棒剛好不上滑時(shí)滿足平衡條件 有 專題二洛倫茲力與電場力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 例2 如圖3 4所示 a b是一對(duì)水平放置的平行金屬板 板間存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場 一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從兩板左側(cè)正中位置以初速度v0沿平行于金屬板的方向進(jìn)入場區(qū) 帶電粒子進(jìn)入場區(qū)后將向上偏轉(zhuǎn) 并恰好從a板的右邊緣處飛出 若撤去電場 在兩金屬板間加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 則相同的帶電粒子從同一位置以相同的速度進(jìn)入場區(qū)后將向下偏轉(zhuǎn) 并恰好從b板的右邊緣處飛出 現(xiàn)上述的電場和磁場同時(shí)存在于兩金屬板之間 仍讓相同的帶電粒子從同一位 置以相同的速度進(jìn)入場區(qū) 則下面的判斷中正確的是 a 帶電粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)b 帶電粒子將偏向a板一方做曲線運(yùn)動(dòng)c 帶電粒子將偏向b板一方做曲線運(yùn)動(dòng)d 無法確定帶電粒子做哪種運(yùn)動(dòng) 圖3 4 圖3 5 因此f電 f洛 若同時(shí)加上述電場和磁場 帶電粒子將向電場力方向偏轉(zhuǎn) 故b正確 答案 b c v 觸類旁通 2 如圖3 6所示 平行板中電場強(qiáng)度e的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度b的方向互相垂直 這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來 所以叫做速度選擇器 帶電粒子能夠勻速沿直線通過 速度選擇器的條件是 a v eb b v e b be d v eb 圖3 6 d 專題三帶電體在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 1 受力分析是基礎(chǔ) 在受力分析時(shí)是否考慮重力必須注意 題目條件 2 運(yùn)動(dòng)過程分析是關(guān)鍵 在運(yùn)動(dòng)過程分析中應(yīng)注意物體做直線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng)及類平拋運(yùn)動(dòng)的條件 3 根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列 方程求解 4 常用的物理規(guī)律 共點(diǎn)力平衡條件 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 動(dòng)能定理 能量守恒定律 功能關(guān)系 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律 圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式等 5 思維方法 常用到力的合成與分解 運(yùn)動(dòng)的合成及分解 等效法 假設(shè)法 類比法等 例3 在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中 有一傾角為 足夠長的光滑絕緣斜面 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 方向垂直紙面向外 電場方向豎直向上 有一質(zhì)量為m 帶電荷量為 q的小球靜止在斜面頂端 這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱?如圖3 7所示 若迅速把電場方向反轉(zhuǎn)為豎直向下 小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn) 所用時(shí)間是多少 圖3 7 象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 質(zhì)荷比為 觸類旁通 3 2012年茂名一模 如圖3 8所示 坐標(biāo)平面第 象限內(nèi)存在大小為e 4 105n c 方向水平向左的勻強(qiáng)電場 在第mq 4 10 10 kg c的帶正電粒子從x軸上的a點(diǎn)以初速度v0 2 107m s垂直x軸射入電場 oa 0 2m 不計(jì)重力 求 1 粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)o的距離 2 若要求粒子不能進(jìn)入第三象限 求磁感應(yīng)強(qiáng)度b的取值范圍 不考慮粒 子第二次進(jìn)入電場后的運(yùn)動(dòng)情況 圖