2019-2020年高中物理 磁場全章復習課2教案 人教版二冊.doc

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　 2019-2020年高中物理 磁場全章復習課2教案 人教版二冊 一、本章知識要點：（投影） 1．掌握電流的磁場，會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管產生的磁場方向． 2．理解磁場、磁感應強度、磁感線等概念． 3．知道磁感線的特點并能與電場線進行比較． 4．知道磁場對電流的作用力（安培力）與磁感應強度，電流以及導線的長度有關，且知道它們之間的定量關系，能夠進行相關計算；會用左手定則確定導線的受力方向． 5．知道磁場對運動電荷的作用力（洛倫茲力）與磁感應強度，運動速度有關，且知道它們之間的定量關系，能夠進行相關計算；會用左手定則確定運動電荷的受力方向． 6．能夠運用所學知識解決速度選擇器、質譜儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機等簡單的實際問題． 二、知識歸納：（課前預習） １．磁極間的相互作用規(guī)律是：同名磁極相互　　　，異名磁極相互　　?。盆F能吸引　　　、　　　、　　　等金屬． ２．磁極間的相互作用是通過　　　　而發(fā)生的． N Ｓ Ｉ ３．通電導線的周圍存在磁場是由丹麥物理學家　　　　發(fā)現的．如圖，當導線中通有圖示的電流時，小磁針Ｎ極將向　　　　　轉動． ４．磁感線與電場線的聯系與區(qū)別： 電場線 磁感線 １．電場線從　　 　　出發(fā)，終止于　　　　，電場線是　　 的曲線，正、負電荷可單獨存在． １．在磁體內部，磁感線是從　 　極指向　 　極，外部是從　　 　出發(fā)從　　　進去，磁感線是　　 　　的曲線，Ｎ、Ｓ極是不可分割的． ２．　 電荷在電場中某點受到電場力的方向與該點的　　　方向一致，也與該點所在電場線的　　 　方向一致． ２．小磁針在磁場中靜止時　　 　　極的指向或　　　 　極的受力方向與該點的　　 　方向一致，也與該點所在磁感線的　　　方向致． ３．電場中任何兩條電場線都 　相交． ３．磁場中任何兩條磁感線都　　 相交． ４．電場線的疏密表示電場的　 ． ４．磁場線的疏密表示磁場的　 ?。? ５．安培定則是用來判斷　　　　方向與　　　　方向之間的關系．具體做法是：用右手握住通電直導線，讓伸直的大拇指的指向跟　　　　的方向一致，則彎曲的四指所指的方向表示　　　　的環(huán)繞方向．而在判斷環(huán)形電流的磁感線與電流方向的關系時，右手彎曲的四指和　　　　方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上的　　　　方向． 6．磁場的強弱和方向用 來描述，它是矢量，它的方向規(guī)定為 ，它的定義式為 7．磁場對電流的作用力（安培力）大小為F＝BIL（注意：L為有效長度，電流與磁場方向應（　　　　　　?。频姆较蚩捎谩　　　　《▌t來判定．當電流與磁場方向平行時，安培力等于 ． 試判斷下列通電導線的受力方向． Ｂ Ｉ Ｂ 　　　　　　　　?。。。。? 　　　　　　　　?。。。。? 　　　　　　　　?。。。。? 　　　　　　　　?。。。。? 試分別判斷下列導線的電流方向或磁場方向或受力方向． Ｂ Ｆ Ｆ Ｂ 8．磁場對運動電荷的作用力（洛倫茲力）大小為f＝qvB（注意：電荷的速度方向與磁場方向應（　　　　　　　）．f的方向可用　　　　　定則來判定．當電荷的速度方向與磁場方向平行時，洛倫茲力等于 ． 9．當帶電粒子垂直進入勻強磁場，只受洛倫茲力作用時，粒子將做 運動，運動半徑為 ，運動周期為 10．地球是一個大的磁體，有人認為地球的磁場是由于地球表面帶的電和它的自轉而產生的，那么你認為地球應該是帶何種電荷？ 11．請畫出下列幾種情況的磁感線分布狀況： Ａ．通電直導線．?。拢h(huán)形電流．?。茫娐菥€管．Ｄ．條形磁鐵．　?。牛阈未盆F． 三、例題選講 【例1】如圖1所示，兩根垂直紙面平行放置的直導線A、C由通有等大電流．在紙面上距A、C等遠處有一點P．若P點磁感應強度的方向水平向左，則導線A、C中的電流方向是如下哪種說法？ A．A中向紙里，C中向紙外 B．A中向紙外，C中向紙里 C．A、C中均向紙外 D．A、C中均向紙里 【例2】在真空中，半徑為r=310-2m的圓形區(qū)域內，有一勻強磁場，磁場的磁感應強度為B=0.2T，方向如圖2所示，一帶正電粒子，以初速度v0=106m/s的速度從磁場邊界上直徑ab一端a點處射入磁場，已知該粒子荷質比為q/m=10 8C/kg，不計粒子重力，則 （1）粒子在磁場中勻速圓周運動的半徑是多少？ （2）若要使粒子飛離磁場時有最大的偏轉角，其入射時粒子的方向應如何（以v0與Oa的夾角θ表示）？最大偏轉角多大？ 問題： 1．第一問由學生自己完成． 2．在圖中畫出粒子以圖示速度方向入射時，在磁場中運動的軌跡圖，并找出速度的偏轉角．（放實物展示臺展示） 3．討論粒子速度方向發(fā)生變化后，粒子運動軌跡及速度偏轉角的比． 分析：（1）圓運動半徑可直接代入公式求解． （2）先在圓中畫出任意一速度方向，偏轉角為初速度與未速度的夾角，且偏轉角等于粒子運動軌跡所對應的圓心角．向入射時，其偏轉角為哪個角？如圖3所示．由圖分析知：弦ab是粒子軌跡上的弦，也是圓形磁場的弦． 因此，弦長的變化一定對應速度偏轉角的變化，也一定對應粒子圓運動軌跡的圓心角的變化．所以當弦長為圓形磁場直徑時，偏轉角最大． 解：（1）設粒子圓運動半徑為R，則 R＝＝＝0.05m （2）由圖3知：弦長最大值為 ab=2r=610-2m 設速度偏轉角最大值為αm，此時初速度方向與ab連線夾角為θ，則 當粒子以與ab夾角為37斜向右上方入射時，粒子飛離磁場時有最大偏轉角，其最大值為74． 小結：本題所涉及的問題是一個動態(tài)問題，即粒子雖然在磁場中均做同一半徑的勻速圓周運動，但因其初速度方向變化，使得粒子運動軌跡的長短和位置均發(fā)生變化，要會靈活運用平面幾何知識去解決． 圖4 a b I I 四、反饋練習 1．如圖4所示，在鐵環(huán)上用絕緣導線纏繞兩個相同的線圈a和b．a、b串聯后通入方向如圖所示的電流I，一束電子從紙里經鐵環(huán)中心射向紙外時，電子將 （ ） A．向下偏轉 B．向上偏轉 C．向左偏轉 D．向右偏轉 2．如圖5所示，在通電直導線下方，有一電子沿平行導線方向以速度v開始運動，則?。? ） 圖5 I v Ⅰ Ⅱ A．將沿軌跡I運動，半徑越來越小 B．將沿軌跡I運動，半徑越來越大 C．將沿軌跡II運動，半徑越來越小 D．將沿軌跡II運動，半徑越來越大 3．在如下勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內，電子有可能沿x軸正方向做直線運動的是( ) 圖6 y z x E B A y z x B E B y z x E B C y z x E B D 圖7 B E Ⅰ Ⅱ 4．在方向如圖7所示的勻強電場（場強為E）和勻強磁場（磁感應強度為B）共存的場區(qū)，一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0 射入場區(qū)，則　( ) A．若v0 ＞E/B，電子沿軌跡Ⅰ運動，射出場區(qū)時，速度v＞v0 B．若v0 ＞E/B，電子沿軌跡Ⅱ運動，射出場區(qū)時，速度v＜v0 C．若v0 ＜E/B，電子沿軌跡Ⅰ運動，射出場區(qū)時，速度v＞v0 D．若v0 ＜E/B，電子沿軌跡Ⅱ運動，射出場區(qū)時，速度v＜v0 圖8 B U O P 5．如圖8所示，一帶電粒子由靜止開始經電壓U加速后從O孔進入垂直紙面向里的勻強磁場中，并打在了P點．測得OP＝l，磁場的磁感應強度為B，則帶電粒子的荷質比q/m＝ ．（不計重力） 圖9 B v θ a b 6．如圖9所示，在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，一質量為m、電量為e的電子，從a點沿垂直磁感線方向以初速度v開始運動，經一段時間t后經過b點，ab連線與初速度的夾角為θ，則t＝ ． 圖10 a b 7．如圖10所示，相距d平行放置的金屬板a、b，兩板間有垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，等離子體的速度v沿水平方向射入兩板間．若等離子從兩板右邊入射，則a、b兩板中______板的電勢較高．a、b兩板間可達到的穩(wěn)定電勢差U＝ ． 8．如圖11所示，MN、PQ為平行光滑導軌，其電阻忽略不計，與地面成30角固定．N、Q間接一電阻R′=1.0Ω，M、P端與電池組和開關組成回路，電動勢 Ε=6V，內阻r=1.0Ω，導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場．現將一條質量m=40g，電阻R=1.0Ω的金屬導線置于導軌上，并保持導線ab水平．已知導軌間距L=0.1m，當開關S接通后導線ab恰靜止不動． （1）試計算磁感應強度大??； （2）若ab靜止時距地面的高度為0.5m，斷開S，ab沿導軌下滑到底端時的速度大小為2.0m/s．試求該過程中 R′上得到的電熱．（取g=10m/s2） 答案：（1）1T，（2）610-2J