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）磁極間的相互作用規(guī)律是：同名磁極相互，異名磁極相互磁鐵能吸引、等金屬磁極間的相互作用是通過而發(fā)生的N通電導線的周圍存在磁場是由丹麥物理學家發(fā)現(xiàn)的如圖，當導線中通有圖示的電流時，小磁針極將向轉動磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別：電場線磁感線電場線從 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，、極是不可分割的 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電場中任何兩條電場線都 相交磁場中任何兩條磁感線都 相交電場線的疏密表示電場的 磁場線的疏密表示磁場的 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FBIL（注意：L為有效長度，電流與磁場方向應（）的方向可用定則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試分別判斷下列導線的電流方向或磁場方向或受力方向8磁場對運動電荷的作用力（洛倫茲力）大小為fqvB（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：通電直導線環(huán)形電流通電螺線管條形磁鐵蹄形磁鐵三、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？AA中向紙里，C中向紙外 BA中向紙外，C中向紙里CA、C中均向紙外 DA、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R0.05m（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m，此時初速度方向與ab連線夾角為，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4abII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ba、b串聯(lián)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5IvA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6yzxEBAyzxBEByzxEBCyzxEBD圖7BE4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，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度vv0B若v0 E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度vv0C若v0 E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度vv0D若v0 E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度vv0圖8BUOP5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OPl，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9Bvab6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，則t 圖10ab7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=1.0，M、P端與電池組和開關組成回路，電動勢 =6V，內阻r=1.0，導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場現(xiàn)將一條質量m=40g，電阻R=1.0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小；（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