2010－2011学年第一学期高中物理第三章第四节复习及同步练习 新人教版选修3－1.doc

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1、2010－2011学年第一学期物理选修3－1第三章复习及同步练习第四节一、学习目标：1.了解磁电式电流表的工作原理。2.了解电动机的结构及转动原理3.掌握安培力与实际问题综合类题型的分析方法。二、重点、难点：重点：磁电式电流表的构造及原理。难点：安培力与实际问题综合类题型的分析思路。三、考点分析：内容和要求考点细目出题方式磁力矩磁力矩的定义选择题匀强磁场对通电线圈的作用磁电式电流表构造选择、计算题工作原理磁电式电流表的优点和缺点电流表灵敏度的影响因素直流电动机直流电动机工作原理选择、计算题安培力产生的力矩的计算安培力安

2、培力作用下的物体的平衡与加速问题的解法选择、计算题知识梳理典型例题知识点1：直流电动机工作原理的理解：例1.如图所示，匀强磁场中，矩形通电线框可绕中心轴转动，则下列说法正确的是（）A.在图示位置线框所受磁力矩为零B.转过90°时线框所受磁力矩为零C.转过90°时线框四条边都不受磁场力作用用心爱心专心D.转动中，ab、cd边所受磁场力均恒定不变答案：BD变式：母题迁移：如图所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间，盘的下边缘浸在导电液体中，把转轴和导电液分别接到直流电源的两极上，铝盘就会转动起来，为什么？用什么

3、方法可以改变铝盘的转动方向？知识点2：磁电式电流表工作原理的理解：例2.设电流计中的磁场是均匀辐向分布的磁场，如图甲所示，乙图中abcd是电流计中的通电线圈，ab=cd=1cm，ad=bc=0.9cm，共50匝，线圈两边ab，cd所在位置的磁感应强度B=0.5T，已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转力矩为，求：（1）当线圈中电流I=0.6A时，指针将偏转多少角度？（2）如果指针的最大偏转角为90°，则这只电流表量程为多大？（3）当指针偏转角为40°时，通入线圈中的电流为多少？答案：（1）由，即得（2）由电流I与θ

4、角成正比，有得用心爱心专心（3）由电流I与θ角成正比，有得变式：电流表的矩形线圈数n=100匝。矩形线圈处在磁场中的两条边长为，另两条边长为。指针每转1度角，螺旋弹簧产生的阻力矩，指针的最大偏转角为80°。已知电流表磁极间沿辐射方向分布的匀强磁场的磁感应强度B=1.0T（如图所示）。求该电流表的满偏电流值（即电流量程）多大？解析：电流表的指针偏转80°时，螺旋弹簧的阻力矩为：设电流表的满偏电流值为，满偏时通电线圈所受磁力矩为：满偏时通电矩形线圈所受磁力矩与螺旋弹簧的阻力矩相等，即，由此可得：即电流表的满偏电流值为知识点

5、3：安培力与实际问题综合类例3.下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量已知两导轨内侧间距，滑块的质量，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度（此过程视为匀加速运动）。（1）求发射过程中电源提供的

6、电流强度；（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大。用心爱心专心解析：（1）由匀加速运动公式由安培力公式和牛顿第二定律，有：（2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即发射过程中电源供电时间所需电源输出功率为由功率，解得输出电压变式：如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为l，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图所示）时，在天平左右两边加上质量各为、的砝码后，天平平衡，当电流反向（大小不变）时

7、，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知（）A.磁感应强度方向垂直纸面向里，B.磁感应强度方向垂直纸面向里，C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，B=(m1-m2)g/NIlD.磁感应强度的方向垂直纸面向外，B=mg/2NIl答案：AB变式：如图所示为某种电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab。当MN中

8、没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。用心爱心专心（1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？（重力加速度为g）（2）若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？（3）若，，，此电流表的量程是多少？（不计通电时电流产生的磁场的影响）（4）若将量程扩大2倍，磁感应强