高中物理 第3章 磁场 章末综合提升教案 粤教版选修3-1-粤教版高二选修3-1物理教案VIP专享VIP免费

章末综合提升[体系构建][核心速填]1．磁场(1)存在于磁体、电流周围的一种特殊物质．(2)方向：规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向．2．磁感线(1)磁感线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱．磁感线都是闭合曲线，且不能相交．(2)电流(包括直线电流、环形电流、通电螺线管)周围的磁感线方向与电流方向的关系，可以由安培定则来判定．3．磁感应强度(1)定义：B＝．(2)方向：小磁针N极受力的方向，或磁感线的切线方向．4．安培力(1)计算式：F＝ILB_sin_θ．(2)方向：用左手定则来判断，安培力与电流垂直，与磁场垂直．5．洛伦兹力(1)大小：F＝qvB(v⊥B).(2)方向：用左手定则来判断，洛伦兹力与速度垂直，与磁场垂直．6．带电粒子在匀强磁场中运动(不计重力)(1)若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动．(2)若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．①向心力由洛伦兹力提供：qvB＝m.②轨道半径公式：R＝．③周期：T＝．7．应用实例：(1)质谱仪：测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．(2)回旋加速器：磁场使带电粒子偏转，交变电场使带电粒子加速．只要交变电场的周期等于带电粒子做圆周运动的周期，带电粒子每运动半周就可以被加速一次，这样经过多次加速，带电粒子可以达到很高的能量．有关安培力问题的分析与计算安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问题一样，先取研究对象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题中条件由牛顿定律或动能定理等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：1．安培力的大小(1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝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．安培力作用下导体的状态分析通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态，也可能处于运动状态．对导体进行正确的受力分析，是解决该类问题的关键．分析的一般步骤是：(1)明确研究对象，这里的研究对象一般是通电导体．(2)正确进行受力分析并画出导体的受力分析图，必要时画出侧视图、俯视图等．(3)根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程．(4)运用平衡条件或动力学知识列式求解．【例1】如图所示，电源电动势E＝2V，内阻r＝0.5Ω，竖直导轨宽L＝0.2m，导轨电阻不计．另有一质量m＝0.1kg，电阻R＝0.5Ω的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，靠在导轨的外面．为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2).求：(1)此磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围．[解析](1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出由a→b的侧视图，并对棒ab受力分析如图所示．经分析知磁场的方向斜向下指向纸里．(2)如图甲所示，当ab棒有向下滑的趋势时，受静摩擦力向上为f，则Fsin30°＋f－mg＝0F＝B1ILf＝μFcos30°I＝联立四式并代入数值得B1＝3.0T.当ab棒有向上滑的趋势时，受静摩擦力向下为f′，如图乙所示，则F′sin30°－f′－mg＝0f′＝μF′cos30°F′＝B2ILI＝可解得B2＝16.3T.所以若保持金属棒静止不滑动，磁感应强度应满足3.0T≤B≤16.3T．[答案](1)斜向下指向纸里(2)3.0T≤B≤16.3T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，运用平衡条件、牛顿运动定律等规律列式求解．1．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制作了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹速度大小约为2km/s)，若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？(轨道摩擦不计)[解析]如图所示，电磁炮受重力mg、轨道支持力FN和磁场对炮弹的安培力F安的作用，做匀加速直线运动，由运动学知识v－v＝2as得：a...