2018版高中物理第6章磁场对电流和运动电荷的作用章末分层突破学案鲁科版选修3-1

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1、第6章磁场对电流和运动电荷的作用章末分层突破叩1固层・知识整台知识体系反哺教材磁场对电流和运动电荷的作用T应用:磁电式电流计、电动机概念:磁场对一①的作用阔「［概念:磁场对—③—电荷的作用-曇1大小:F=_④（适用条件©丄B）刿L］方向:总垂宜于B与”决定的平面•由左手定斓断

2、使带电粒子做匀速圆周运动使带电粒子做匀速圆周运动洛伦兹力的应用［自我校对］①电流②ILB③运动®qvBQB主题1»例⑧qvB=qE提升层・链力强化有关安培力问题的分析与计算图6-1(1)此磁场的方向；(2)磁感应强度〃的取值范11.【导学号：34022037]【解析】(1)要使金属棒静止，安培

3、力应斜向上指向纸里，画出由宀的侧视图，并对棒动受力分析如图所示.经分析知磁场的方向斜向下指向纸里.mg甲乙(2)如图甲所示，当”棒有向下滑的趋势时，受静摩擦力向上为斤，则:Esin30°+斤一〃矽=0F=BJLR=pFcos30°E/=R+r联立四式并代入数值得5=3.0T.当M棒有向上滑的趋势时，受静摩擦力向下为月'，如图乙所示，则:Fsin30°—斤'一〃矽=0斤'=hFcos30°F=8,ILE可解得5=16.3T.所以若保持金属棒静止不滑动，磁感应强度应满足3.0T^Z^16.3T.【答案】(1)斜向下指向纸里(2)3.0TW^16.3Tr1一语通关｝1.必须

4、先将立体图转换为平面图，然后对物体受力分析，先重力，再安培力，最后是弹力和摩擦力.2.注意：若存在静摩擦力，则可能有不同的方向，因而求解结果是一个范围.主题2带电粒子在有界磁场中的运动1.儿种常见情景(a)(b)(c)(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图6・2所示)图6・2(2)平行边界(不同情况下从不同边界射出，存在临界条件，如图6・3所示)U图6・32.两类典型问题(1)临界问题：解决此类问题的关键是找准临界点，找临界点的方法是以题目屮的“恰好”“最大”“至少”等词语为突破点，挖掘隐含条件，分析可能的情况，必要时画出几个不同半径的轨迹，这样就能顺利地找到临界条

5、件.(2)多解问题：造成多解问题的常见原因有带电粒子电性的不确定、磁场方向的不确定、临界状态不唯一、运动的周期性等.解答这类问题的关键是认真分析物理过程，同时考虑问题要全面，不要漏解.3.注意的问题(1)抓住解决问题的基本思路，即找圆心、求半径、确定圆心角并利用其对称性，结合磁场边界，画出粒子在有界磁场中的轨迹.(2)带电粒子在有界磁场中的对称性或临界情景①带电粒子在一些有界磁场中的圆周运动具有对称性是指从某一边界射入又从同一边界射出时，粒子的速度方向与边界的夹角相等，或在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子,必沿径向射出.②刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的

6、轨迹与边界相切.（3）当速度y—定时，弧长越长，轨道对应的圆心角越大，带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.（多选）如图6・4所示，左右边界分别为万‘、QQ'的匀强磁场的宽度为丛磁感应强度大小为〃，方向垂直纸面向里.一个质量为〃人电荷量为q的微观粒子，沿图示方向以速度內垂直射入磁场.欲使粒子不能从边界％’射出，粒子入射速度旳的最大值可能是（）A.BqdmP严片Q•xx«iiii"xX：Q,图6-4“2+^2BqdB.m2-也Bqdm【解析】粒子射入磁场后做匀速圆周运动，由宀翁知，粒子的入射速度砲大，R越大，当粒子的径迹和边界（V相切时，粒子刚好不从00'射出，此时其入射

7、速度旳应为最大.若粒子带正电，其运动轨迹如图中的@）所示（此时圆心为0点），容易看出用sin45°+〃=乩将用=气代入上式得%=_2+承Bqd,b项正确.若粒子带负电，其运动径迹如图（b）所示眦时圆心为Of点），容易看出金+金cos45°=d，将金=^代入上式得內qB=_2-返Bqd,c项正确m（a）（b）【答案】BC»例因空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为呂磁场方向垂直于横截而.一质量为加、电荷量为q（q〉0）的粒子以速率旳沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向6（r•不计重力，该磁场的磁感应强度人小为（）A.3qRC.qRD.3/

8、ro~qR【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用几何关系和洛伦兹力公式即可求解.如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv°B=吟,据儿何关系，粒子在磁场屮的轨道半径60°解得,选项A正确.【答案】A典题链接.综合提化拓展层・典题链接1.一圆筒处于磁感应强度大小为〃的匀强磁场屮，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图6・5所示.图中直径拠V的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度g顺时针转动.在该截而内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与沏V成30。角.当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔川飞出圆筒.不计重力.若