课堂设计14-15物理(人教版)选修3-1配套课件第3章磁场章末整合.ppt

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1、章末整合网络建构产生：运动的电荷产生磁场（磁现象的电本质）基本性质：对处在磁场中的运动电荷（电流）有力的作用磁场描述作用典例：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动专题讲座安培力作用下导体运动方向的判断判定安培力作用下通电导体或通电线圈的运动方向，首先应该画出通电导体所在处的磁感线方向，然后根据左手定则确定导体所受安培力的方向，再由导体的受力情况判定导体的运动方向1．电流元分析法把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元．先用左手定则判断出每一小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方

2、向．2．等效分析法环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁．3．利用结论法(1)两电流相互平行时，无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势．4．转换研究对象法在分析磁体所受磁场力作用时，往往根据物体之间作用力的相互性，首先判定直导线受力，而后分析磁体受力．这是一个逆向思维的过程，在学习过程中应注意这种分析方法的使用．【例1】如图3－1所示，两个完全相同的线圈套在同一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小

3、不等的同向电流，则它们的运动情况是()图3-1A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动解析：同向环形电流间相互吸引，虽然两电流的大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，又因线圈质量相等，所以选C项．答案：C安培力的计算与方向判断安培力可以使通电导体静止、运动或转动，安培力还可以做功，解题的基本思路和力学问题一样，先取研究对象进行受力分析，然后根据题中条件、牛顿定律等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：1．安培力大小(1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝

4、ILB.(2)当通电导体和磁场方向平行时，F＝0.(3)当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILBsinθ.2．安培力的方向(1)安培力的方向由左手定则确定．(2)F安⊥B，同时F安⊥L，即F安垂直于B和L决定的平面，但L和B不一定垂直．3．解决安培力问题的一般步骤(1)画出通电导线所在处的磁感线的方向．(2)用左手定则确定通电导线所受安培力的方向．(3)根据初速度的方向结合牛顿定律确定导体的运动情况．4．注意的问题(1)通电导线在磁场中受到的安培力与导线放置的角度有关，导线垂直于磁场方向的长度为有效长度．(2)在将三维立体图转化为平

5、面图时注意画准力的方向．【例2】(2011·淮安高二检测)如图3－2所示，质量m＝0.1kg的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L＝0.5m．通入垂直纸面向里的电流，电流大小I＝2A，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T，方向竖直向上的匀强磁场中．求：(取g＝10m/s2)(1)导体棒所受安培力的大小和方向；(2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向．图3-2解析：解决此题的关键是分析导体棒的受力情况，明确各力的方向和大小．(1)安培力F安＝ILB＝2×0.5×0.5N＝0.5N由左手定则可知安培力的方向水平向右．(2)建立如图坐标系

6、，分解重力和安培力．在x轴方向上，设导体棒受的静摩擦力大小为Ff，方向沿斜面向下．在x轴方向上有：mgsinθ＋Ff＝F安·cosθ解得Ff＝－0.067N负号说明静摩擦力的方向与假设的方向相反即沿斜面向上答案：(1)0.5N水平向右(2)0.067N沿斜面向上运动电荷在匀强磁场中受到的力1．洛伦兹力(1)大小：带电粒子的速度与磁场平行时F洛＝0，速度与磁场垂直时F洛＝qvB.(2)方向：由左手定则判断．(3)特点：对带电粒子永远不做功．(4)作用：带电粒子在匀强磁场中(v⊥B)只受洛伦兹力作用时，做匀速圆周运动．2．带电粒子在磁场中运

7、动的临界问题当某种物理现象变化为另一种物理现象，或物体从一种状态变化为另一种状态，发生这种质的飞跃的转折状态通常称临界状态，涉及临界状态的物理问题叫临界问题，产生临界状态的条件叫临界条件，临界问题能有效的考查多方面的能力．带电粒子在磁场中运动，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．【例3】如图3－3所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场，入射方向与CD边界间夹角为θ

8、.已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率v0至少多大？若θ角可取任意值，v0的最小值是多少？图3-3解析：本题考查圆周运动的边界问题的求解方法．当入射速率v0很小时，