高中物理 磁场巩固学案 新人教版选修3

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1、磁场巩固学案一、安培力的判断及计算：F=BILsinθ（θ为I与B的夹角）例1.如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（）A、竖直向上B、竖直向下C、水平向里D、水平向外例2.载流导线L1、L2处在同一平面内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动，各自的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（）A、因不受磁场力作用，故L2不动B、因L2所受的磁场力对轴O的力矩相平衡，故L2不动SN

2、C、L2绕轴O按顺时针方向转动D、L2绕轴O按逆时针方向转动例3.如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？例4.如图所示，用均匀粗细的电阻丝折成平面三角形框架，三边的长度分别为3L、4L和5L，电阻丝L的长度的电阻为r，框架与一电动势为e、内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为．方向是．例5.在倾角37°的斜面上，固定一宽l=0.2m的金属框，电池电动势＝10V，内阻不计，垂直框架放一质量为m=0.1kg的金属杆ab，杆与

3、导轨间的摩擦因数为0.5.整个装置放在磁感应强度B＝1T，竖直向上的匀强磁场中，如图.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内，可使金属杆静止在导轨上？（g取10m/s2）二、洛伦兹力的判断及计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，即:qvB=mv2/r由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：r=mv/qB,T=2πm/qB【说明】由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，所以它对运动的带电粒子总是不做功的。㈠、带电粒子在有界磁场中的运动：关键是找圆心、画轨

4、迹、求半径及圆心角，同时要利用好对称性和几何关系。例1.一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。遇如下两特殊情况的处理方法：⑴穿过矩形磁场区。一定要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。偏转角由sinθ=L/R求出。侧移由R2=L2-(R-y)2解出。经历时间由t=θm/qB得出。【注意】这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点，这点与带电粒子在匀强

5、电场中的偏转结论不同！⑵穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角可由求出。经历时间由得出。【注意】由对称性，若入射线的方向指向磁场圆心，则射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。例2.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时的磁场的磁感应强度B应为多少？

6、例3.如图所示，一质量为m，带电荷量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强为E、方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方的c点，如图所示。粒子的重力不计，试求：（1）圆形匀强磁场的最小面积。（2）c点到b点的距离s。㈡、带电微粒在复合场中的运动（常会涉及到受力分析、运动分析以及能量关系）Ⅰ、复合场：复合场一般包括重力场、电场和磁场这三种场的任意两种复合

7、或三种场复合。Ⅱ、带电体在复合场中运动时受力分析带电物体在重力场、电场、磁场中运动时，其运动状态的改变由其受到的合力决定，因此，对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点：①受力分析的顺序：先场力(包括重力、电场力、磁场力)、后弹力、再摩擦力等。②电子、质子、离子等微观的带电粒子无特殊说明一般不计重力；带电小球、尘埃、油滴、液滴等带电颗粒无特殊说明一般计重力；如果有具体数据．可通过比较确定是否考虑重力。Ⅲ、带电粒子在复合场中的运动分析正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提带电粒子在叠加场中做什么运动，取决于带电

8、粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。1、当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将静止或作匀速直线运动。2、当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做匀变速直线运动。3、当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动。4、当带电粒子所受的合外力的大