湖北省远安一中高三物理 第三章《磁场》回归教材复习导学案

1 第三章第三章 磁场磁场 回归教材导学案回归教材导学案 班级 组号 姓名 学习目标学习目标 根据导学案的提示有选择性地 有目的地阅读相关教材 含概念 规律 例题 插图 阅读材料 旁批 思考与讨论 做一做 课后习题等 掌握基础知识 基本 思想和方法 阅读教材阅读教材 问题问题 1 1 阅读课本 P81图 3 1 2 图 3 1 3 图 3 1 4 完成以下内容 1 图 3 1 2 是丹麦物理学家 发现 的实验 这个发现首次揭示了电 与磁的联系 2 图 3 1 3 的实验说明 对 有作用力 之间 之间 之间的相互作用都是通过磁场发生的 3 对照图 3 1 4 熟练掌握地磁场的分布特点 处磁场最强 地理南极正上方磁 场方向 地理北极正上方磁场方向 赤道正上方距离地球表面高度相 同的点磁场强弱 且方向 在南半球 地磁场方向指向北上方即水平分量 方向 竖直分量方向 在北半球 地磁场方向指向北下方即水平分量方向 竖直分量方向 问题问题 2 2 阅读课本 P834 5 8 段 完成以下内容 1 为了研究磁场的方向 可以把 作为检验用的磁体放在磁场中的某一点 根 据其受力情况来描述 物理学把小磁针静止时 极的指向规定为该电的磁感应强度的方向 2 为了研究磁感应强度的大小 在物理学中引入了 模型 即很短一段通电导 线中的电流 I 和长度 L 的乘积 它与在电场中引入 模型类似 来研究 公 式是用 法定义新的物理量 磁感应强度 由定义式可知 B 是由 IL F B 的性质决定的 与 F I L 1T 公式的适用条件是 问题问题 3 3 阅读 P86 88图 3 3 1 至 3 3 5 3 3 9 3 3 10 插图 P89 第 5 段 完成以下内 容 1 观察图 3 3 1 口述磁体磁感线的特点 能描绘一对异名磁极 一对同名磁极 条形 磁铁 蹄形磁铁的磁感线分布情况 2 由图 3 3 2 图至图 3 3 4 复习直线电流 环行电流 通电螺旋管的安培定则 注意注意 区别与联系区别与联系 3 根据通电螺旋管外部的磁场与条形磁铁的十分相似 法国学者安培提出了著名的 请标出右图分子电流的两个磁极 分子电流是由原子内部 形成的 可见磁体的磁场和电流的磁场都是有 产生的 安培分 子电流假说成功揭示了磁现象的电本质 4 由图 3 3 9 3 3 10 体会公式的适用条件是 BS 磁通量是标量 但有正负 其正负表示穿过面积 S 的磁感线的方向 国际单位韦伯 符号 2 1Wb 从形象化的角度看 磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的 净条数 由 可得 这是磁感应强度的另一定义式 因此 B 又叫做 BS S B 5 现在 我们可以用磁传感器把 变成电流信号 通过计 算机对磁场进行研究 问题问题 4 4 阅读课本 P92 93图 3 4 3 3 4 4 磁电式电流表 图 3 4 5 完成以下内容 1 两平行导线中通入如图所示的电流 画出每条导线所在处的磁场方向 及所受的安培力 结论 同向电流 异向电流 结论分析法的原理结论分析法的原理 2 观察图 3 4 4 总结 F I B 三者方向之间的关系 F 一定垂直于 垂直于 垂直于 B 和 I 所决定的平面 但 之间可以有一定的夹角 思考 安培力公 思考 安培力公 式式 F F BILBIL 的适用条件是怎样的 当的适用条件是怎样的 当 B B 的方向与导线成的方向与导线成角时 求安培力的基本思路是什么 角时 求安培力的基本思路是什么 3 观察图 3 4 5 口述磁电式电表的结构和工作原理 观察图 3 4 6 3 4 7 阅读 P935 6 段 可以发现其设计的巧妙之处 即极靴和铁质圆柱间的磁场都沿 且分布 均匀 使得线圈无论转到什么位置都与 平行 受到安培力使线圈发生转动从而带 动 偏转 并且表盘的刻度 思考 当线圈中电流的方向改 思考 当线圈中电流的方向改 变时 指针的偏转方向是否改变 变时 指针的偏转方向是否改变 4 阅读 P93做一做 标出液体受的安培力方向和液体旋转的方向 问题问题 5 5 阅读 P95 97图 3 5 1 图 3 5 2 P96 思考与讨论 图 3 5 3 P97 思考与讨论 图 3 5 4 完成以下内容 1 如图 3 5 1 阴极射线管接到高压电源时 阴极会发射 电子在电场的加速下飞向阳极 显示电子束的径迹 请标出右图中电子束 的运动方向和所受的磁场力方向 2 观察图 3 5 2 总结 F v B 三者方向之间的关系 F 一定垂直于 垂直于 垂直于 B 和 I 所决定的平面 但 之间可以有一定的夹角 思考 思考 洛伦兹力公式洛伦兹力公式 F qvBF qvB 的适用条件是怎样的 的适用条件是怎样的 3 如图 3 5 3 电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为 请体会可以建立一个怎样的方程 请体会可以建立一个怎样的方程 设通电导体的横截面积为 S 单位 体积中含有的自由电荷数为 n 每个自由电荷的电量为 q 定向运动的速 度为 在时间 t 内 通过导体横截面的电荷数表达式 N 导 线中的电流表达式 I 导体所受的安培力表达式 F安 请你根据以上关系求出每个粒子所受的洛伦兹力 请你根据以上关系求出每个粒子所受的洛伦兹力 F F洛 洛的表达式 的表达式 4 如图 3 5 4 电视显像管是利用 使电子束偏转的 若要使电子束在水平方向 偏离中心打在A点 偏转磁场应该沿 方向 若要使电子打在B点 偏转磁场应 该沿 方向 若要使电子束打在荧光屏上的位置从B点逐渐向A点移动 偏转磁 3 场应该 问题问题 6 6 阅读 P1013 7 段 图 3 6 6 P102 思考与讨论 第 2 段 完成以下内容 1 质谱仪最初由汤姆生的学生 设计 是测量带电粒子的质量和分析同位素的 重要工具 2 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期 T 半径 R 回 旋加速器设计利用了粒子的周期与 大小无关的特点 如图 3 6 6 要使粒子每次经 D 形盒间的缝隙时恰好被电场加速 粒子在磁场中的运动周期 T磁与电压变化的周期 T电必须 满足的关系是 回旋加速器加速的带电粒子 能量达到 25 30MeV 就很难在加速 了 原因是 根据狭义相对论 粒子的 随速度的增加而增大 而质量的变化回导致 其 的变化 习题再练习题再练 1 P85问题 3 在磁场中的同一位置放置一条直导线 导线的方向与磁场方向垂直 先 后在导线中通入不同的电流 导线 所受的力也不一样 图 3 2 2 中的 几幅象表现的是导线受力的大小 F 与通过导线的电流 I 的关系 a b 各代表一组 F I 的数据 在甲 乙 丙 丁四幅图中正确的是 2 P90问题 4 如图 3 3 18 在 x 轴和 y 轴构成的平面直角坐标系 中 过原点再做一个 Z 轴 就构成了空间直角坐标系 匀强磁场的磁 感应强度 B 0 2T 方向沿 x 轴的正方向 且 ab dc 0 4m bc ef ad 0 3m be cf 0 3m 通过面积 S1 abcd S2 befc S3 aefd 的磁通量 1 2 3各是多少 3 P94问题 2 把一根通电的硬直导线 ab 放在磁场中 导线所 在区域的磁感线呈弧形 如图所示 导线可以在空中自由移动和转动 导线中的电流方向由 a 向 b 1 描述导线的运动情况 2 虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源 它可能是条形 磁体 蹄形磁体 通电螺线管 直线电流 请你分别按每种可能考虑 大致画出它们的安放位置 4 P94问题 3 如图所示为电流天平 可以用来测量匀强磁场的磁感应强 度 它的右臂挂着矩形线圈 匝数为 n 线圈的水平边长为 L 处于匀强磁场内 磁感应强度 B 的方向与线圈平面垂直 当线圈中通过电流 I 时 调节砝码使两臂 达到平衡 然后使电流反向 大小不变 这时需要在左盘中增加质量为 m 的砝码 才能再达 4 到新的平衡 请导出用 n m L I 计算 B 的表达式 当 n 9 L 10 0cm I 0 10A m 8 78g 时磁感应强度是多少 6 P94问题 4 把一根柔软的弹簧悬挂起来 使它的下端刚好跟槽内的水银 接触 通电后你预计会发生什么现象 怎样解释这个现象 7 P98问题 4 磁流体发电机是一项新型的发电技术 它可以把物体的内能直接转化为 电能 其原理如图所示 平行金属板 A B 之间有一个很强的磁场 将一束等离子体 即高 温下电离的气体 含有大量的正 负带电粒子 喷入磁场 A B 两 板之间便产生电压 如果把 A B 和用电器连接 A B 就是一个直流 电源的两个极板 图中 A B 板哪一个是电源的正极 若 A B 两 板相距为 d 板间的磁场按匀强磁场处理 磁感应强度为 B 等离子 体以速度 v 沿垂直于 B 的方向射入磁场 这个发电机的电动势是多大 8 P98问题 5 如果电视机荧光屏上没有图象 只有一条水平亮线 故障可能出现在哪 里 9 P102问题 2 已知氚核的质量约为质子的 3 倍 带正电荷 电荷量为一个元电荷 粒子即氦原子核 质量约为质子的 4 倍 带正电荷 电荷量为元电荷的 2 倍 现在质子 氚核和 粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动 求以下情况下它们运动半径之比 1 它们的速度大小相等 2 它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场 11 P102问题 3 A B 两种同位素的原子核 它们具有相同的电荷 不同的质量 为测 定它们的质量比 使它们从质谱仪