人教版高二物理选修《磁场》复习课件

1、磁场磁场一、基本概念1磁场的产生磁极周围有磁场。电流周围有磁场（奥斯特）。 安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。一、基本概念1磁场的产生磁极周围有磁场。电流周围有磁场（奥2磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。这一点应该跟电场的基本性质相比较。3磁感应强度 条件：匀强磁场；或L很小，且LB 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T1T=1N/(Am)=1kg/(As2)2磁场的基本性质 磁场对

2、放入其中的磁极和电流有磁场4磁感线 用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 磁感线是闭合曲线（和静电场的电场线不同）。 几种磁场的磁感线： 4磁感线 用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。安培定则（右手螺旋定则）：安培定则5磁通量 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2) 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用表示。是标量，但是有方向（进该面或

3、出该面）。单位为韦伯，符号为Wb。 在匀强磁场中，当B与S的夹角为时，有=BS 。人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)5磁通量 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。1Wb二、安培力 （磁场对电流的作用力） 方向由左手定则确定条件： L 与 B 垂直（二者平行时不受安培力）人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)二、安培力 （磁场对电流的作用力） 方向由左手定则确定条件：例2条形磁铁放在粗糙水平面上，正中

4、的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会_（增大、减小还是不变？）。水平面对磁铁的摩擦力大小为_。NSIFF人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)例2条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图例4如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L ，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？

5、E30BARB方向垂直导轨平面向上人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)例4如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁【例与练】判断下面各图F、B、I三个中未知的一个FB乙B甲FI人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)【例与练】判断下面各图F、B、I三个中未知的一个FB乙B甲F【例与练】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的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒

6、静止时，弹簧秤示数为F1；若将棒中电流反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2F1，根据上面所给的信息，可以确定 （ ） A磁场的方向 B磁感应强度的大小 C安培力的大小 D铜棒的重力ACD【例与练】如图所示，用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在4、电流间的相互作用IIII同向电流相互吸引电流间的相互作用是电流在彼此形成的磁场中受到磁场力的作用。反向电流相互排斥结论：4、电流间的相互作用IIII同向电流相互吸引电流间的相互三、洛伦兹力 方向用左手定则判断，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向。 正电荷：v 的方向，负电

7、荷：-v 的方向 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。 IBF安F条件：v 与 B 垂直（v 与B 平行时不受洛仑兹力）三、洛伦兹力 方向用左手定则判断，四指必须指电流方四、带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力时做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力： 进而可知其半径公式和周期公式： 四、带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在匀强磁场中直线边界(进出磁场具有对称性，如图)平行边界(存在临界条件，如图)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)直线边界(进出磁场具有对

8、称性，如图)平行边界(存在临界条例10如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们的出射点相距多远？出射的时间差是多少？ MNvBO画好示意图，找圆心、找半径和用对称。 人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)例10如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电LB yROvv磁偏转穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（半径、速度及延长线） 偏转角 sin=L/R侧移由 R 2=L2+(R-y)2经历时间注意：这

9、里出射速度的反向延长线与初速度延长线交点不再是宽度线段的中点，区分于抛物线。人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)LB yROvv磁偏转穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（穿过圆形磁场区 。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线） vrArvAvRO偏角： 经历时间： 注意：由对称性，出射线反向延长必过磁场圆的圆心人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)穿过圆形磁场区 。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、

10、连【例与练】如图 所示，两导体板水平放置，两板间电势差为 U, 带电粒子以某一初速度 v0 沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着 U 和 v0 的变化情况为（ ）Ad 随 v0 增大而增大，d 与 U 无关Bd 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而增大Cd 随 U 增大而增大，d 与 v0 无关Dd 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而减小A解析：人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)

11、【例与练】如图 所示，两导体板水平放置，两板间电势差为 U,【例与练】如图所示，一个质量为m2.010-11kg，电荷量 q1.010-5C 的带电微粒(重力忽略不计)，从静止开始经 U1100V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压 U2100V金属板长L20cm，两板间距 。 求：(1)微粒进入偏转电场时的速度 v0 的大小；(2)微粒射出偏转电场时的偏转角；(3)若该匀强磁场的宽度为D10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习

12、课件(共39张PPT)【例与练】如图所示，一个质量为m2.010-11kg，电（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，有：（3）进入磁场时微粒的速度是： 轨迹如图所示由几何关系有：洛伦兹力提供向心力有：由以上各式可求得：（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，有：（3）进入磁场时微粒图6例2、图6所示：由光滑绝缘壁围成的正方形（边长为a）匀强磁场区域的磁感强度为B，质量为m、电量为q的正粒子垂直于磁场方向和边界从下边界正中央的A孔射入该磁场中，粒子碰撞时无能量和电量损失，不计粒子重力和碰撞时间，粒子运动半径小于a，要使粒子仍能从A孔射出，求粒子的入射速度和粒子在磁场中的运动时间？ 图6例2、图6所示：

13、由光滑绝缘壁围成的正方形（边长为a）匀强图7解析： 设粒子运动半径为R,，则 运动周期 粒子能从A孔射出，则粒子的运动轨迹有两种典型： 图7所示情形 则 求得粒子的入射速度 （）磁场中的运动时间图7解析： 设粒子运动半径为R,，则 运动周期 图8 图8所示情形 则 求得粒子的入射速度 磁场中的运动时间感受美：该粒子运动的轨迹绘成了一块漂亮的磁砖。图8求得粒子的入射速度 磁场中的运动时间感受美：该粒子运动的五、带电粒子在复合场中的运动1速度选择器 正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。 qEqvBv 若vE/B，则向上偏转，偏转过程速率减小； 若vE/B，则向下偏转，偏转过程速率增大。 带电粒

14、子必须以唯一确定的速度（v=E/B 、方向向右）才能沿直线匀速通过速度选择器。否则将发生偏转。人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)五、带电粒子在复合场中的运动1速度选择器 正交的匀强磁场和例11某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以垂直于电场和磁场的速度v0向右射去，从右端中心a下方的b点以速度v1射出；若增大磁感应强度B，该粒子将打到a点上方的c点，且有ac=ab，则该粒子带_电；第二次射出时的速度为_。 cabv0qEqvB人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教

15、版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)例11某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以垂直于电场和2带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动（电场、磁场均为匀强场） 例13一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_，旋转方向为_。若已知圆半径为r，电场强度为 E 磁感应强度为 B，则线速度为_。 BE负电， 带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力 ！逆时针，v = qBr/m = gBr/E人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理

16、 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)2带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动（电场、磁如图所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里许多质量为m、带电荷量为q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域不计重力，不计粒子间的相互影响图乙中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中R (mv)/( Bq)，则正确的图是( )人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)如图所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感

17、应强度例6、如图所示，真空中分布着有界的匀强电场和两个均垂直于纸面，但方向相反的匀强磁场，电场的宽度为L，电场强度为E，磁场的磁感应强度都为B，且右边磁场范围足够大一带正电粒子质量为m，电荷量为q，从A点由静止释放经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回A点而重复上述过程，不计粒子重力，求：（1）粒子进入磁场的速率v；（2）中间磁场的宽度d（3）求粒子从A点出发到第一次回到A点所经历的时间t。人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)例6、如图所示，真空中分布着有界的匀强电场和两

18、个均垂直于纸面【例与练】在如右图所示的直角坐标系中，x轴的上方存在与x轴正方向成45角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为E 104 V/m。x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B2102 T。把一个比荷为q/m2108 C/kg的正点电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计。(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径(保留两位有效数字)；(3)当电荷第二次到达x轴上时，电场立即反向，而场强大小不变，试确定电荷到达y轴时的位置坐标人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二

19、物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)【例与练】在如右图所示的直角坐标系中，x轴的上方存在与x轴正解：(1)电荷从A点匀加速运动到x轴上C点的过程：(2)电荷到达C点的速度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：速度方向与x轴正方向成45角。得：人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)解：(1)电荷从A点匀加速运动到x轴上C点的过程：(2)电荷(3)如图，轨迹圆与x轴相交的弦长为：所以电荷从坐标原点O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

20、解得：则类平抛运动中垂直于电场方向的位移即电荷到达y轴上的点的坐标为( 0, 8 )设到达y 轴的时间为t1，则：人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)(3)如图，轨迹圆与x轴相交的弦长为：所以电荷从坐标原点O再例14质量为 m 带电量为 q 的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为 E，磁感应强度为 B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。 EBqEqvBmgfN最大加速度为 g，此时有：qvB=qE，N=0，f=0当摩擦力和重力大小相等时，小球速度达到最大 人教版 高二物理 选修3-1 第三章磁场复习课件(共39张PPT)人