高中物理 第3章 磁场章末归纳提升课件 粤教版选修31.ppt

1 通电导线在磁场中会受到安培力作用 由于安培力的方向与电流的方向 磁场的方向之间存在着较复杂的空间方位关系 因此要有较强的空间想象力 并且善于把立体图画成平面图 将此类题目处理好要注意两点 1 分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直 2 画出导体受力的平面图 安培力与其他知识的综合应用 2 安培力与以前各章节知识均能综合到一起 其分析和求解问题的方法与力学问题的分析方法相同 只不过在受力分析时再加上安培力即可 如图3 1所示 在与水平方向成60 角的光滑金属导轨间连一电源 在相距1m的平行导轨上放一重为3n的金属棒ab 棒上通过3a的电流 磁场方向竖直向上 这时棒恰好静止 求 图3 1 1 匀强磁场的磁感应强度 2 ab棒对导轨的压力 3 若要使b取值最小 其方向应如何调整 并求出最小值 1 在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时 由于不允许转动机械部分与这些流体相接触 常使用一种电磁泵 图3 2表示这种电磁泵的结构 将导管置于磁场中 当电流i穿过导电液时 这种导电液即被驱动 若导管的内横截面积为a h 磁场区域的宽度为l 磁感应强度为b 导电液穿过磁场区域的电流为i 求驱动力所产生的压强 图3 2 1 带电粒子在电场 磁场或重力场并存的复合场中运动分类及处理方法 1 若粒子所受的电场力 洛伦兹力和重力的合力为零 则粒子做匀速直线运动 根据受力平衡列方程求解 2 若粒子所受匀强电场的电场力和重力平衡 那么粒子在匀强磁场的洛伦兹力作用下有可能做匀速圆周运动 应用牛顿运动定律结合圆周运动规律求解 带电粒子在复合场中的运动问题 3 若粒子所受的电场力 洛伦兹力和重力的合力方向与速度方向不在同一直线上 粒子做非匀变速曲线运动 在这种情况下 虽然粒子的轨迹不是简单的曲线 但由于洛伦兹力不做功 重力和电场力做的功只由初末位置的高度差和电势差决定 所以一般应用动能定理或能量守恒定律来解会比较方便 双选 某空间存在水平方向的匀强电场 图中未画出 带电小球沿如图3 3所示的直线斜向下由a点沿直线向b点运动 此空间同时存在由a指向b的匀强磁场 则下列说法正确的是 a 小球一定带正电b 小球可能做匀速直线运动c 带电小球一定做匀加速直线运动d 运动过程中 小球的机械能增大 图3 3 解析 由于小球重力方向竖直向下 空间存在磁场 且小球直线运动方向斜向下 与磁场方向相同 故不受磁场力作用 电场力必水平向右 但电场具体方向未知 故不能判断带电小球的电性 选项a错误 重力和电场力的合力不为零 故不是匀速直线运动 所以选项b错误 因为重力与电场力的合力方向与运动方向相同 故小球一定做匀加速直线运动 选项c正确 运动过程中由于电场力做正功 故机械能增加 选项d正确 答案 cd 2 2013 深圳高级中学检测 如图3 4竖直狭长区域内 边界为l1 l2 存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场 如图3 5所示 电场强度的大小为e0 e 0表示电场方向竖直向上 t 0时 一带正电荷 质量为m的微粒从左边界上的n1点以水平速度v射入该区域 沿直线运动到q点后 做一次完整的圆周运动 再沿直线运动到右边界上的n2点 q为线段n1n2的中点 重力加速度为g 上述d e0 m v g为已知量 1 求微粒所带电荷量q和磁感应强度b的大小 2 求电场变化的周期t 3 改变宽度d 使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域 求t的最小值 图3 4图3 5 带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 由于某些条件不确定 使问题出现多解 1 带电粒子电性不确定形成多解带电粒子由于电性不确定 在初速度相同的条件下 正 负带电粒子在磁场中运动轨迹不同 2 磁场方向不确定形成多解对于某一带电粒子在磁场中运动 若只知道磁感应强度的大小 而不能确定方向 带电粒子的运动轨迹也会不同 洛伦兹力作用下形成多解类的问题 3 临界状态不唯一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞入有界磁场时 由于粒子运动轨迹呈圆弧状 因此 它可能穿过去了 也可能转过大于180 的角度从入射界面这边反向飞出 于是形成了多解 4 运动的重复性形成多解带电粒子在部分是电场 部分是磁场的空间运动时 往往运动具有往复性 因而形成多解 2013 中山一中检测 一质量为m 电荷量为q的带负电粒子 从a点射入宽度为d 磁感应强度为b的匀强磁场中 mn pq为该磁场的边界线 磁感线垂直于纸面向里 如图3 6所示 带电粒子射入时的初速度与pq成45 角 且粒子恰好没有从mn射出 不计粒子所受重力 1 求该带电粒子的初速度v0 2 求该带电粒子从pq边界射出的射出点到a点的距离x 图3 6 3 如图3 7所示 在noq范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场 在moq范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场 m o n在一条直线上 moq 60 这两个区域磁场的磁感应强度大小均为b 离子源中的离子带电荷量为 q 质量为m 通过小孔o1进入两板间电压为u的加速电场区域 可认为初速度为零 离子经电场加速后由小孔o2射出 再从o点进入磁场区域 此时速度方