高三第一轮《磁场》复习课件PPT

1、第三章第三章磁场磁场复习复习本章课时安排：本章课时安排：1212课时课时高考考题情况高考考题情况本章一般可能有一道选择题，电磁学的计本章一般可能有一道选择题，电磁学的计算题一般可能是电磁学这几章内容的综合计算，算题一般可能是电磁学这几章内容的综合计算，要重视安培力和洛仑兹力的计算。要重视安培力和洛仑兹力的计算。掌握了磁感线就掌握了两个“三”。本章主要内容（三三两两）：本章主要内容（三三两两）：3 3、两个定则：安培定则和左手定则。、两个定则：安培定则和左手定则。4 4、两个力：安培力、两个力：安培力F F安安和洛伦兹力和洛伦兹力洛洛。2 2、三种磁场：地磁场、磁体的磁场、电流的磁场、三种磁场：

2、地磁场、磁体的磁场、电流的磁场1 1、三个概念：磁感线、磁感应强度和磁通量。、三个概念：磁感线、磁感应强度和磁通量。一、磁场的描述一、磁场的描述1、磁感应强度：、磁感应强度：(2)磁感应强度是矢量，方向与放入该点的磁感应强度是矢量，方向与放入该点的小磁针的小磁针的N极指向一致。极指向一致。(3)磁感应强度磁感应强度B由磁场本身决定，与由磁场本身决定，与F、I、L无关。无关。(4)FB，FL。(1)定义式：定义式：BF/IL第一单元概念第一单元概念2、磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线、磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方上每一点的切线方向都跟这点的磁

3、感应强度的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。向一致，这样的曲线叫做磁感线。特点：特点： (1)磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从从N极出发，回到极出发，回到S极，内部是从极，内部是从S到到N极极.(2)每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。感线不相交。(3)磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。磁场方向。 (4)磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。(4)磁通量可以用穿过这个面的磁感线条数来磁通量可以用穿过这个面的磁感线条数来形象地描

4、述。磁通量越大，穿过和一面积的磁感形象地描述。磁通量越大，穿过和一面积的磁感线条数也越多。线条数也越多。(3)单位：韦伯（单位：韦伯（Wb） 1Wb=1Tm(2)公式：公式：=BS(1)定义：面积为定义：面积为S，垂直匀强磁场，垂直匀强磁场B放置，放置，则则B与与S乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用表示表示4、磁通量（、磁通量（）物理学规定：在磁场中的任一点，小磁针物理学规定：在磁场中的任一点，小磁针北极的受力方向，也就是小磁针静止时所指的北极的受力方向，也就是小磁针静止时所指的方向就是该点的磁场方向。方向就是该点的磁场方向。3、磁场的方向：、磁场的方向：2【练习

5、【练习1】如图如图 所示，两个同心放置的金属圆所示，两个同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，通环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，通过两圆环的磁通量过两圆环的磁通量a、 b 的关系为的关系为( )AabBa bCa bD不能确定不能确定A二、几种磁场二、几种磁场1、地磁场：地球中存在的磁场。它在地面、地磁场：地球中存在的磁场。它在地面上的方向是由南极指向北极。上的方向是由南极指向北极。练习练习1、一束电子在赤道、一束电子在赤道上空垂直从上向下运动，在上空垂直从上向下运动，在地球磁场的作用下，它将（地球磁场的作用下，它将（ ）A向东偏转向东偏转B向西偏转向西偏转 C向南偏转向

6、南偏转 D向北偏转向北偏转极光是来自太阳活动区的带电高能（可达极光是来自太阳活动区的带电高能（可达1 1万电万电子伏）粒子流使高层大气分子或原子激发或电离而产子伏）粒子流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。太阳风在地理上空环绕地球流动，以大约每秒生的。太阳风在地理上空环绕地球流动，以大约每秒400400公里的速度撞击地理磁场。地理磁场形如漏斗，公里的速度撞击地理磁场。地理磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个粒子沿着地磁场这个“漏斗漏斗”沉降，进入地球的两极沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太

7、阳风的轰击后会发出地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极肖，在北光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极肖，在北极地区形成的叫北极光。极地区形成的叫北极光。 2、磁体的磁场、磁体的磁场（1）形状）形状（2）方向）方向I（1）直线电流的磁场）直线电流的磁场方向的判断（安培定则）：用右手握住通电的方向的判断（安培定则）：用右手握住通电的直导线，让大拇指的方向与电流方向一致，其余直导线，让大拇指的方向与电流方向一致，其余弯曲的四个手指的方向就是磁场的环绕方向弯曲的四个手指的方向就是磁场的环绕方向。2、电流的磁场、电流的磁场形状：形状：一系列以导线的点为圆心

8、的同心圆。I（2）环形电流的磁场）环形电流的磁场方向的判定（安培定则）：用右手握住环形方向的判定（安培定则）：用右手握住环形通电导线，弯曲的四个手指的方向与电流方通电导线，弯曲的四个手指的方向与电流方向一致，那么大拇指所指的方向就是环形电向一致，那么大拇指所指的方向就是环形电流中心点的磁场方向。流中心点的磁场方向。II（3）通电螺线管的磁场）通电螺线管的磁场形状：与条形磁体的相似。形状：与条形磁体的相似。方向的判定（安培定则）：用右手握住方向的判定（安培定则）：用右手握住环形通电螺线管，弯曲的四个手指的方向与电环形通电螺线管，弯曲的四个手指的方向与电流方向一致，那么大拇指所指的方向就是通电流方

9、向一致，那么大拇指所指的方向就是通电螺线管的北极。螺线管的北极。三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说1、在原子、分子等物质微粒内部，存在着、在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流一种环形电流-分子电流。分子电流使每个物分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它相当于两个磁极。质微粒都成为微小的磁体，它相当于两个磁极。2、分子电流假说：任何物质的分子中都存、分子电流假说：任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。子都成为一个微小的磁体。【练习【练习1 1】如图所示，带负电的金属环绕轴如图所示，带负电的

10、金属环绕轴 OO以角速度以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（小磁针最后平衡的位置是（ ）AN 极竖直向上；极竖直向上； BN 极竖直向下；极竖直向下；CN 极沿轴线向左；极沿轴线向左； DN 极沿轴线向右。极沿轴线向右。C【练习【练习2】在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线点的导线所受安培力的方向所受安培力的方向( )A.与与ab边平行，竖直向上；边平行，竖直向上；B.

11、与与ab边平行，竖直向下；边平行，竖直向下；C.与与ab边垂直，指向左边；边垂直，指向左边；D.与与ab边垂直，指向右边。边垂直，指向右边。C第二单元安培力第二单元安培力1、大小：、大小：F安安B IL2、方向的判断（左手定则）：伸开左手，使大拇、方向的判断（左手定则）：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放人磁场中，让磁感把手放人磁场中，让磁感线垂直穿人手心，并使伸开的线垂直穿人手心，并使伸开的四指指向电流的方向（四指指向电流的方向（正电荷正电荷移动方向），移动方向），那么，拇指所指那么，拇指所指的方向，就是通电

12、导线的方向，就是通电导线（运动（运动电荷）电荷）在磁场中的受力方向在磁场中的受力方向一、安培力一、安培力【练习【练习1】画出图中通电导线棒所受安培画出图中通电导线棒所受安培力的方向。力的方向。B.BBFFF将立体将立体图形转图形转换成平换成平面图形面图形【练习【练习2】如图所示，蹄形磁铁固定，通如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线电直导线AB可自由运动，当导线中通以图示可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体，导体方向的电流时，俯视导体，导体AB将（将（AB的重力不计）的重力不计）A、逆时针转动，同时向下运动、逆时针转动，同时向下运动B、顺时针转动，同时向下运动、顺时针转动，同时向下运

13、动C、顺时针转动，同时向上运动、顺时针转动，同时向上运动D、逆时针转动，同时向上运动、逆时针转动，同时向上运动NSIA3 3、特点：、特点：（1 1）F F安安BB，F F安安LL；二、安培力的应用二、安培力的应用1、电动机、电动机2、磁电式电表；、磁电式电表；安培力的特点安培力的特点方向：安培力的方向与线方向：安培力的方向与线圈平面垂直圈平面垂直大小：安培力的大小与通大小：安培力的大小与通过的电流成正比过的电流成正比磁电式电流表磁电式电流表1、基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的、基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的线圈线圈2、工作原理、工作原理磁场特点磁场特点方向：沿径向均匀辐射地方向

14、：沿径向均匀辐射地分布分布大小：在距轴线等距离处大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等的磁感应强度大小相等3、优、缺点：优点是灵、优、缺点：优点是灵敏度高，能测出很弱的电敏度高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很细，允许通过的电流很小小表盘刻度特点表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动，游丝由于导线在安培力作用下带动线圈转动，游丝变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力越变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力越大，形变就越大，所以指针偏角与通过线圈的大，形变就越大，所以指针偏角与通过线圈的电流电流I成正比，表盘刻度均匀成正比，表盘刻度均匀三

15、、相关的计算：三、相关的计算：1、安培力：、安培力：（1）物体的平衡；）物体的平衡；（2）结合物体的受力分析物体的运动状态，物）结合物体的受力分析物体的运动状态，物体的平衡、应用牛顿定律、动能定理等进行解题。体的平衡、应用牛顿定律、动能定理等进行解题。【练习【练习3】如图所示，用两条一样的弹簧秤吊着如图所示，用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，弹簧秤示数为止时，弹簧秤示数为F1；若将棒中电流反向，当；若将棒中电流反向，当棒静止时，弹簧秤

16、的示数为棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且，且F2F1，根据，根据上面所给的信息，不能确定上面所给的信息，不能确定 （ ） A磁场的方向磁场的方向 B磁感应强度的大小磁感应强度的大小 C安培力的大小安培力的大小 D铜棒的重力铜棒的重力B【练习【练习4】如图所示，条形磁铁平放于水平桌如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上。在它的正中央上方偏右固定一根直导线，面上。在它的正中央上方偏右固定一根直导线，导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂直纸面向导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂直纸面向内的电流，磁铁保持静止，那么磁铁受到的支内的电流，磁铁保持静止，那么磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化？持力和摩擦力如何变化？N

17、S【练习【练习5】如图所示，台秤上放一光滑平板，其】如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当通上电流后，台秤读数为如图，当通上电流后，台秤读数为F2，则以下，则以下说法正确的是说法正确的是( )A.F1F2，弹簧长度将变长，弹簧长度将变长B.F1F2，弹簧长度将变短，弹簧长度将变短C.F1F2，弹簧长度将变长，弹簧长度将变长D.F10的空间中的空间中存在匀强

18、电场，场强沿存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在轴负方向；在y0的空间中，存的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电平面（纸面）向外。一电量为量为q、质量为、质量为m的带正电的运动粒子，经过的带正电的运动粒子，经过y轴上轴上y=h处的点处的点P1时速率为时速率为v0，方向沿，方向沿x轴正方向；然后，经过轴正方向；然后，经过x轴上轴上x=2h处的处的P2点进入磁场，并经过点进入磁场，并经过y轴轴上上y=-2h处的处的P3点。不计重力。求点。不计重力。求电场强度的大小。电场强度的大小。 粒子到达粒子到达P2时速度的大小和方向。时速度的大小和方向。磁感应强

19、度的大小。磁感应强度的大小。解析：（解析：（1）粒子在电场、磁场中运动）粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从的轨迹如图所示。设粒子从P1到到P2的的时间为时间为t，电场度的大小为，电场度的大小为E，粒子在，粒子在电场中的加速度为电场中的加速度为a，由牛顿第二定律，由牛顿第二定律及运动学公式有及运动学公式有qEma02v th212hat202mvEqh解得：解得： (2)粒子到达粒子到达P2时速度沿时速度沿x方向的分量仍为方向的分量仍为v0，以，以v1表示表示速度沿速度沿y方向分量的大小，方向分量的大小，v表示速度的大小，表示速度的大小，表示速表示速度和度和x轴的夹角，则有：轴的夹角

20、，则有：212vah又：又： 02v th212hat10vv解得：解得： 221002vvvv10tan1vv得：得： 045(3)设磁场的磁感应强度为设磁场的磁感应强度为B，在洛伦兹力作用下粒子做，在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律匀速圆周运动，由牛顿第二定律2vBqvmrr是圆周的半径、此圆周与是圆周的半径、此圆周与x轴和轴和y轴的交点为轴的交点为P2、P3，因为因为OP2=OP3，=450，由几何关系可知，连线，由几何关系可知，连线P2P3为为圆轨道的直径，由此可求得圆轨道的直径，由此可求得2rh0mvBqh【练习【练习22】在如右图所示的直角坐标系中，】在如右图所示的

21、直角坐标系中，x轴的上轴的上方存在与方存在与x轴正方向成轴正方向成45角斜向右下方的匀强电场，角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为场强的大小为E 104 V/m。x轴的下方有垂直于轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B2102 T。把一个比荷为。把一个比荷为q/m2108 C/kg的正点电的正点电荷从坐标为荷从坐标为(0,1)的的A点处由静止释放。电荷所受的重点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计。力忽略不计。(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径求

22、电荷在磁场中做圆周运动的半径(保留两位有效保留两位有效数字数字)；(3)当电荷第二次到达当电荷第二次到达x轴上时，轴上时，电场立即反向，而场强大小不电场立即反向，而场强大小不变，试确定电荷到达变，试确定电荷到达y轴时的轴时的位置坐标位置坐标2解：解：(1)电荷从电荷从A点匀加速运动到点匀加速运动到x轴上轴上C点的过程：点的过程：2sACm1222 2 10/Eqam sm212sat6210stsa(2)电荷到达电荷到达C点的速度为点的速度为即电荷在磁场中做圆周运动的半径为即电荷在磁场中做圆周运动的半径为0.71 m在磁场中运动时：在磁场中运动时：速度方向与速度方向与x轴正方向成轴正方向成45

23、角。角。62 2 10/vatm s2vBqvmR22mvRmBq得：得：(3)如图，轨迹圆与如图，轨迹圆与x轴相交的弦长为：轴相交的弦长为：所以电荷从坐标原点所以电荷从坐标原点O再次进入电场中，且速度方向再次进入电场中，且速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动21xRm 解得：解得：则类平抛运动中垂直于电场方向的位移则类平抛运动中垂直于电场方向的位移即电荷到达即电荷到达y轴上的点的坐标为轴上的点的坐标为( 0, 8 )设到达设到达y 轴的时间为轴的时间为t1，则：，则：210112tan45atvt612 10ts14 2Lvtm08cos4

24、5Lym【练习【练习23】 （2011安徽）安徽） 如图所示，在以坐标原点如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直，磁场方向垂直于于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点点沿沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经线运动，经t0时间从时间从P点射出。点射出。（1）求电场强度的大小和方向。）求电场强度的大小和方向。（2）若仅撤去磁场，带电粒

25、子仍从）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度点以相同的速度射入，经射入，经t0/2时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。运动加速度的大小。（3）若仅撤去电场，带电粒子）若仅撤去电场，带电粒子仍从仍从O点射入，且速度为原来点射入，且速度为原来的的4倍，求粒子在磁场中运动的倍，求粒子在磁场中运动的时间。时间。xyOPB解析：（解析：（1）设带电粒子的质量为）设带电粒子的质量为m，电荷量为，电荷量为q，初，初速度为速度为v，电场强度为，电场强度为E。可判断出粒子受到的洛伦磁。可判断出粒子受到的洛伦磁力沿力沿x轴负方向，于是可知电场强度沿轴负方

26、向，于是可知电场强度沿x轴正方向轴正方向qEBqv0Rvt0BREt（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运 动在动在y方向位移：方向位移： 设在水平方向位移为设在水平方向位移为x，因射出位置在半圆形区域边界，因射出位置在半圆形区域边界上，于是上，于是02tyv2Ry 32xR201()22txa204 3Rat又：又： 得：得： 又：又： 0Rvt得：得： （3）仅有磁场时，入射速度）仅有磁场时，入射速度v1=4v，带电粒子在匀强磁，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，设轨道半径为场中作匀速圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定，由牛顿第二定律有律有:211vBqvmrqEma又：又： 0BREt204 3Rat0Rvt33rR解得：解得： /23sin22RRrr由几何关系有：由几何关系有： 3