高中物理 单元复习导学案 新人教版选修3-1

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1、八、单元复习【知识结构】【范例精析】例1有一金属棒ab，质量为m，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图3-8-1所示.轨道间距为L，其平面与水平面夹角为θ，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与轨道的最大静摩擦力为其所受重力的k倍，回路中电源电动势为E，内阻不计，问滑动变阻器R调节在什么阻值范围内金属棒能静止在轨道上?图3-8-1图3-8-1解析由于原图为立体图，在立体图上很难作受力分析，可改在侧视图，如图3-8-2所示，现从b往a看，则ab棒只可以看到b，电流从b中流出，根据左

2、手定则，安培力沿着斜面向上。当变阻器接入电流的电阻较小时，棒中电流较大，安培力大于下滑力，棒具相对斜面向上滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向下，当电阻最小是时，静摩擦力达最大知，此时的平衡方程为mgsinθ+kmg=BLE/Rm……①图3-8-3当变阻器接入电路的电阻较大时，棒中电流较小，棒有沿斜面向下滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向上，当电阻最大时，静摩擦力达最大值，此时的平衡方程为mgsinθ=kmg+BLE/RM……②解此方程组得……③拓展如图3-8-3所示，倾角为α=300的光滑金属导轨宽为L，金属棒

3、ab的电阻为R，质量为m，电源电动势为E，内阻为r，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于ab，且与导轨平面成β=600角斜向下，金属棒静止。求：（1）磁感应强度B的大小；（2）如果磁场方向可以在垂直于ab的平面内转动，且保证棒仍然静止在导轨上，试求最小的B值。【参考答案】（1）B=mg(R+r)/3EL；（2）Bmin=mg(R+r)/2EL例2设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图3-8-4所示．已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速

4、度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是【】图3-8-4A、这离子必带正电荷B、A点和B点位于同一高度C、离子在C点时速度最大D、离子到达B点后，将沿原曲线返回A点解析由于忽略了离子重力，一开始离子向下运动，说明离子是在电场力的作用下向下运动的，所以离子带正电；由于洛仑兹力不做功，离子的电势能和动能之和守恒，离子的速度为零的各个位置必在同一等势线上，所以A点和B点位于同一高度；由于C是离子运动的最低点，电势能最小，此时离子的动能应最大；所以答案ABC都是正确的；离子不可能沿原曲线返回

5、A点，因为此时B点的情况和离子从A点出发的情况是完全相同的，离子将继续向右画出类似于ABC的曲线．本题的正确选项是ABC．图3-8-5※拓展若已知离子的质量为m，电荷量为q，两极板的间距为d，匀强电场的电场强度为E，且A点十分靠近上极板，问为使离子在运动过程中不碰到下极板，则匀磁场的磁感应强度B应满足什么条件？例3电视机的显像管中，电子束的偏转是利用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场加速后，对准圆心进入一圆形匀强磁场区域，如图3-8-5所示．磁场方向垂直纸面．磁场区的中心为O，半径为r．

6、当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点．为使电子束射到屏幕边缘P点，需要加磁场使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？图3-8-6解析如图3-8-6电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R，以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，则①②又③又以上各式得④图3-8-6拓展本题为2002年全国高考题，涉及带电粒子在匀强磁场中的运动，通过作图找出正确的几何关系是关键。例如：一质量m，带电量q的粒子以速度从O点沿y轴正方向射入磁感强度B的一圆形匀强磁场

7、区域，磁场方向垂直于纸面，粒子飞出磁场区后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正向夹角30o，如图3-8-6所示，不计粒子重力，试求圆形磁场区的最小面积。【能力训练】1．安培的分子电流假设，是用来解释【】（A）通电导线产生磁场的原因（B）磁铁产生磁场的原因（C）通电导线受磁场力作用的原因（D）运动电荷受磁场力作用的原因.2．下列说法中，正确的是【】（A）无论通电导线在磁场中怎样放置，安培力F总与磁感强度B方向垂直（B）带电粒子在磁场中运动时，只有其轨迹为圆，洛仑兹力才不对带电粒子做功（C）小磁针N极在磁

8、场中受力方向，就是该处磁感强度的方向（D）垂直磁场中通电直导线所受安培力方向，就是该处磁感强度的方向3．一个运动电荷通过某一空间时，没有发生偏转，那么这个空间是否存在电场或磁场，下列说法正确的是【】（A）一定不存在电场（B）一定不存在磁场（C）一定存在磁场（D）可能既存在磁场，又存在电场4．荷质比相等的两带电微粒分别以速率v和2v垂直进入某匀强磁场做匀速圆周运动，它们【】A、所受的磁场力可能相等B、加速度可能相等C、运动的轨道半径可能相等D、运动的周期不可能相等图3-