【全優(yōu)課堂】秋高中物理 第三章 磁場(chǎng)章末整合課件 粵教選修31

章末整合1．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到安培力作用，由于安培力的方向與電流的方向、磁場(chǎng)的方向之間存在著較復(fù)雜的空間方位關(guān)系，因此要求學(xué)生有較強(qiáng)的空間想象力，并且善于把立體圖改畫成平面圖．將此類題目處理好要注意兩點(diǎn)：(1)分析安培力的方向應(yīng)牢記安培力方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直又跟電流方向垂直；(2)畫出導(dǎo)體受力的平面圖．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題2．安培力與以前各章節(jié)知識(shí)均能綜合到一起，其分析與解決問題的方法與力學(xué)方法相同，只不過是在分析受力時(shí)再加一種安培力即可．(1)利用畫出的平面圖對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行詳細(xì)的受力分析．分析安培力時(shí)如果F、B、I兩兩垂直，可根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，如果B和I不垂直，可把B進(jìn)行正交分解，利用B1的方向判斷出安培力的方向．(2)根據(jù)平衡條件或運(yùn)動(dòng)情況列方程求解．圖3－1【例1】如圖3－1(a)所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為θ，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源，電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)．將質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放的瞬時(shí)加速度的大?。半娖D(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”分別是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷施加作用力，從而控制其運(yùn)動(dòng)方向，由于磁場(chǎng)和電場(chǎng)對(duì)電荷的作用具有不同的特征，使得兩種偏轉(zhuǎn)存在著差別．帶電粒子的電磁偏轉(zhuǎn)1．受力特征(1)“磁偏轉(zhuǎn)”：質(zhì)質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子以速度度v垂直射入磁感感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中中，所受的磁磁場(chǎng)力(即洛倫茲力)f＝qvB與粒子的速度度v有關(guān)，f所產(chǎn)生的加速速度使粒子的的速度方向發(fā)發(fā)生變化，而而速度方向的的變化反過來來又導(dǎo)致f的方向變化，，f是變力．(2)“電偏轉(zhuǎn)”：質(zhì)質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子以速度度v0垂直射入電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中中時(shí)，所受的的電場(chǎng)力F＝Eq，與粒子的速速度v0無關(guān)，F(xiàn)是恒力．3．動(dòng)能變化的的差別在“磁偏轉(zhuǎn)””中，由于f始終與粒子的的運(yùn)動(dòng)速度垂垂直，所以其其動(dòng)能的數(shù)值值保持不變，，在“電偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”中，由于于電場(chǎng)力F做功，其動(dòng)能能發(fā)生變化．．【例2】如圖3－2所示，在直角角坐標(biāo)系的第第一、二象限限內(nèi)有垂直于于紙面的勻強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)，第三三象限有沿y軸負(fù)方向的勻勻強(qiáng)電場(chǎng)，第第四象限內(nèi)無無電場(chǎng)和磁場(chǎng)場(chǎng)．質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從M點(diǎn)以速度v0沿x軸負(fù)方向進(jìn)入入電場(chǎng)，不計(jì)計(jì)粒子的重力力，粒子經(jīng)N、P最后又回到M點(diǎn)，設(shè)OM＝L，ON＝2L.圖3－21．帶電粒子在在電場(chǎng)、磁場(chǎng)場(chǎng)或重力場(chǎng)并并存的復(fù)合場(chǎng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)分類類：(1)若粒子所受的的電場(chǎng)力、洛洛倫茲力和重重力的合力為為零，則粒子子做勻速直線線運(yùn)動(dòng)；(2)若粒子所受勻勻強(qiáng)電場(chǎng)的電電場(chǎng)力和重力力平衡，那么么粒子在勻強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)的洛倫倫茲力作用下下有可能做勻勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)；帶電粒子在復(fù)復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)運(yùn)動(dòng)問題(3)若粒子所受的的電場(chǎng)力、洛洛倫茲力和重重力的合力方方向與速度方方向不在同一一直線上，粒粒子做非勻變變速曲線運(yùn)動(dòng)動(dòng)，在這種情情況下，雖然然粒子的軌跡跡不是簡(jiǎn)單的的曲線，但由由于洛倫茲力力不做功，重重力和電場(chǎng)力力做的功只由由初末位置的的高度差和電電勢(shì)差決定，，所以一般應(yīng)應(yīng)用動(dòng)能定理理或能量守恒恒定律來解會(huì)會(huì)比較方便．．(4)磁流體發(fā)電機(jī)機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)機(jī)就是利用等等離子體來發(fā)發(fā)電．在高溫溫條件下(例如2000K)氣體發(fā)生電離離，電離后的的氣體中含有有離子、電子子和未經(jīng)電離離的中性粒子子．因?yàn)檎ⅰ⒇?fù)電荷的密密度幾乎相等等，故從整體體看來呈電中中性，這種高高度電離的氣氣體就稱為等等離子體，也也有人稱它為為“物質(zhì)的第第四態(tài)”．磁流體發(fā)電機(jī)機(jī)原理如圖3－3所示，其平面面圖如圖3－4所示．(5)電磁流量計(jì)圖3－5是電磁流量計(jì)計(jì)的示意圖．．在非磁性材材料做成的圓圓管道外加一一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)區(qū)域，當(dāng)管中中的導(dǎo)電液體體流過此磁場(chǎng)場(chǎng)區(qū)域時(shí)，測(cè)測(cè)出管壁上的的a、b兩點(diǎn)間的電動(dòng)動(dòng)勢(shì)E，就可以知道道管中液體的的流量Q——單位時(shí)間內(nèi)流流過的液體體體積(m3/s)．圖3－5(6)霍爾效應(yīng)如圖圖3－6所示，厚度為為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在在垂直于它的的磁感應(yīng)強(qiáng)度度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中中，當(dāng)電流通通過導(dǎo)體板時(shí)時(shí)，在導(dǎo)體板板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會(huì)產(chǎn)生電電勢(shì)差，這種種現(xiàn)象稱為霍霍爾效應(yīng)．圖3－6【例3】目前世界上正正在研究的一一種新型發(fā)電電機(jī)叫做磁流流體發(fā)電機(jī)．．如圖3－7，這種發(fā)電機(jī)機(jī)與一般發(fā)電電機(jī)不同，它它可以直接把把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為為電能，它的的發(fā)電原理是是：將一束等等離子體(即高溫下電離離的氣體，含含有大量帶正正電和帶負(fù)電電的微粒，而而從整體來說說呈中性)噴射入磁場(chǎng)，，磁場(chǎng)中A、B金屬板上會(huì)聚聚集電荷，產(chǎn)產(chǎn)生電壓，設(shè)設(shè)A、B兩平行金屬板板的面積為S，彼此相距L