2019-2020年高中物理 磁場(chǎng)全章復(fù)習(xí)課2教案 人教版二冊(cè).doc

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　 2019-2020年高中物理 磁場(chǎng)全章復(fù)習(xí)課2教案 人教版二冊(cè) 一、本章知識(shí)要點(diǎn)：（投影） 1．掌握電流的磁場(chǎng)，會(huì)用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向． 2．理解磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線等概念． 3．知道磁感線的特點(diǎn)并能與電場(chǎng)線進(jìn)行比較． 4．知道磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力（安培力）與磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流以及導(dǎo)線的長(zhǎng)度有關(guān)，且知道它們之間的定量關(guān)系，能夠進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；會(huì)用左手定則確定導(dǎo)線的受力方向． 5．知道磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（洛倫茲力）與磁感應(yīng)強(qiáng)度，運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，且知道它們之間的定量關(guān)系，能夠進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；會(huì)用左手定則確定運(yùn)動(dòng)電荷的受力方向． 6．能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)等簡(jiǎn)單的實(shí)際問題． 二、知識(shí)歸納：（課前預(yù)習(xí)） １．磁極間的相互作用規(guī)律是：同名磁極相互　　　，異名磁極相互　　?。盆F能吸引　　　、　　　、　　　等金屬． ２．磁極間的相互作用是通過　　　　而發(fā)生的． N Ｓ Ｉ ３．通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)是由丹麥物理學(xué)家　　　　發(fā)現(xiàn)的．如圖，當(dāng)導(dǎo)線中通有圖示的電流時(shí)，小磁針Ｎ極將向　　　　　轉(zhuǎn)動(dòng)． ４．磁感線與電場(chǎng)線的聯(lián)系與區(qū)別： 電場(chǎng)線 磁感線 １．電場(chǎng)線從　　 　　出發(fā)，終止于　　　　，電場(chǎng)線是　　 的曲線，正、負(fù)電荷可單獨(dú)存在． １．在磁體內(nèi)部，磁感線是從　 　極指向　 　極，外部是從　　 　出發(fā)從　　　進(jìn)去，磁感線是　　 　　的曲線，Ｎ、Ｓ極是不可分割的． ２．　 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的　　　方向一致，也與該點(diǎn)所在電場(chǎng)線的　　 　方向一致． ２．小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)　　 　　極的指向或　　　 　極的受力方向與該點(diǎn)的　　 　方向一致，也與該點(diǎn)所在磁感線的　　　方向致． ３．電場(chǎng)中任何兩條電場(chǎng)線都 　相交． ３．磁場(chǎng)中任何兩條磁感線都　　 相交． ４．電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的　 ． ４．磁場(chǎng)線的疏密表示磁場(chǎng)的　 　． ５．安培定則是用來判斷　　　　方向與　　　　方向之間的關(guān)系．具體做法是：用右手握住通電直導(dǎo)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(guān)系時(shí)，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(dǎo)線中心軸線上的　　　　方向． 6．磁場(chǎng)的強(qiáng)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(chǎng)對(duì)電流的作用力（安培力）大小為F＝BIL（注意：L為有效長(zhǎng)度，電流與磁場(chǎng)方向應(yīng)（　　　　　　?。频姆较蚩捎谩　　　　《▌t來判定．當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力等于 ． 試判斷下列通電導(dǎo)線的受力方向． Ｂ Ｉ Ｂ 　　　　　　　　?。。。。? 　　　　　　　　?。。。。? 　　　　　　　　　．?。。。? 　　　　　　　　?。。。。? 試分別判斷下列導(dǎo)線的電流方向或磁場(chǎng)方向或受力方向． Ｂ Ｆ Ｆ Ｂ 8．磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（洛倫茲力）大小為f＝qvB（注意：電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向應(yīng)（　　　　　　?。甪的方向可用　　　　　定則來判定．當(dāng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力等于 ． 9．當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，只受洛倫茲力作用時(shí)，粒子將做 運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半徑為 ，運(yùn)動(dòng)周期為 10．地球是一個(gè)大的磁體，有人認(rèn)為地球的磁場(chǎng)是由于地球表面帶的電和它的自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，那么你認(rèn)為地球應(yīng)該是帶何種電荷？ 11．請(qǐng)畫出下列幾種情況的磁感線分布狀況： Ａ．通電直導(dǎo)線．?。拢h(huán)形電流．　Ｃ．通電螺線管．Ｄ．條形磁鐵．　?。牛阈未盆F． 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(dǎo)線A、C由通有等大電流．在紙面上距A、C等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)P．若P點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向左，則導(dǎo)線A、C中的電流方向是如下哪種說法？ A．A中向紙里，C中向紙外 B．A中向紙外，C中向紙里 C．A、C中均向紙外 D．A、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(nèi)，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)邊界上直徑ab一端a點(diǎn)處射入磁場(chǎng)，已知該粒子荷質(zhì)比為q/m=10 8C/kg，不計(jì)粒子重力，則 （1）粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是多少？ （2）若要使粒子飛離磁場(chǎng)時(shí)有最大的偏轉(zhuǎn)角，其入射時(shí)粒子的方向應(yīng)如何（以v0與Oa的夾角θ表示）？最大偏轉(zhuǎn)角多大？ 問題： 1．第一問由學(xué)生自己完成． 2．在圖中畫出粒子以圖示速度方向入射時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，并找出速度的偏轉(zhuǎn)角．（放實(shí)物展示臺(tái)展示） 3．討論粒子速度方向發(fā)生變化后，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡及速度偏轉(zhuǎn)角的比． 分析：（1）圓運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)角為初速度與未速度的夾角，且偏轉(zhuǎn)角等于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角．向入射時(shí)，其偏轉(zhuǎn)角為哪個(gè)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(chǎng)的弦． 因此，弦長(zhǎng)的變化一定對(duì)應(yīng)速度偏轉(zhuǎn)角的變化，也一定對(duì)應(yīng)粒子圓運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心角的變化．所以當(dāng)弦長(zhǎng)為圓形磁場(chǎng)直徑時(shí)，偏轉(zhuǎn)角最大． 解：（1）設(shè)粒子圓運(yùn)動(dòng)半徑為R，則 R＝＝＝0.05m （2）由圖3知：弦長(zhǎng)最大值為 ab=2r=610-2m 設(shè)速度偏轉(zhuǎn)角最大值為αm，此時(shí)初速度方向與ab連線夾角為θ，則 當(dāng)粒子以與ab夾角為37斜向右上方入射時(shí)，粒子飛離磁場(chǎng)時(shí)有最大偏轉(zhuǎn)角，其最大值為74． 小結(jié)：本題所涉及的問題是一個(gè)動(dòng)態(tài)問題，即粒子雖然在磁場(chǎng)中均做同一半徑的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但因其初速度方向變化，使得粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)短和位置均發(fā)生變化，要會(huì)靈活運(yùn)用平面幾何知識(shí)去解決． 圖4 a b I I 四、反饋練習(xí) 1．如圖4所示，在鐵環(huán)上用絕緣導(dǎo)線纏繞兩個(gè)相同的線圈a和b．a(chǎn)、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(jīng)鐵環(huán)中心射向紙外時(shí)，電子將 （ ） A．向下偏轉(zhuǎn) B．向上偏轉(zhuǎn) C．向左偏轉(zhuǎn) D．向右偏轉(zhuǎn) 2．如圖5所示，在通電直導(dǎo)線下方，有一電子沿平行導(dǎo)線方向以速度v開始運(yùn)動(dòng)，則?。? ） 圖5 I v Ⅰ Ⅱ A．將沿軌跡I運(yùn)動(dòng)，半徑越來越小 B．將沿軌跡I運(yùn)動(dòng)，半徑越來越大 C．將沿軌跡II運(yùn)動(dòng)，半徑越來越小 D．將沿軌跡II運(yùn)動(dòng)，半徑越來越大 3．在如下勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電子有可能沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng)的是( ) 圖6 y z x E B A y z x B E B y z x E B C y z x E B D 圖7 B E Ⅰ Ⅱ 4．在方向如圖7所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B）共存的場(chǎng)區(qū)，一電子沿垂直電場(chǎng)線和磁感線方向以速度v0 射入場(chǎng)區(qū)，則　( ) A．若v0 ＞E/B，電子沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＞v0 B．若v0 ＞E/B，電子沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＜v0 C．若v0 ＜E/B，電子沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＞v0 D．若v0 ＜E/B，電子沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＜v0 圖8 B U O P 5．如圖8所示，一帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓U加速后從O孔進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并打在了P點(diǎn)．測(cè)得OP＝l，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則帶電粒子的荷質(zhì)比q/m＝ ．（不計(jì)重力） 圖9 B v θ a b 6．如圖9所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、電量為e的電子，從a點(diǎn)沿垂直磁感線方向以初速度v開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間t后經(jīng)過b點(diǎn)，ab連線與初速度的夾角為θ，則t＝ ． 圖10 a b 7．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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(shì)較高．a(chǎn)、b兩板間可達(dá)到的穩(wěn)定電勢(shì)差U＝ ． 8．如圖11所示，MN、PQ為平行光滑導(dǎo)軌，其電阻忽略不計(jì)，與地面成30角固定．N、Q間接一電阻R′=1.0Ω，M、P端與電池組和開關(guān)組成回路，電動(dòng)勢(shì) Ε=6V，內(nèi)阻r=1.0Ω，導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g，電阻R=1.0Ω的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線ab水平．已知導(dǎo)軌間距L=0.1m，當(dāng)開關(guān)S接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動(dòng)． （1）試計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。? （2）若ab靜止時(shí)距地面的高度為0.5m，斷開S，ab沿導(dǎo)軌下滑到底端時(shí)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