《2022年高中物理 磁場全章復習課2教案 人教版二冊》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2022年高中物理 磁場全章復習課2教案 人教版二冊(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
2022年高中物理 磁場全章復習課2教案 人教版二冊
一、本章知識要點:(投影)
1.掌握電流的磁場,會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向.
2.理解磁場、磁感應強度、磁感線等概念.
3.知道磁感線的特點并能與電場線進行比較.
4.知道磁場對電流的作用力(安培力)與磁感應強度,電流以及導線的長度有關,且知道它們之間的定量關系,能夠進行相關計算;會用左手定則確定導線的受力方向.
5.知道磁場對運動電荷的作用力(洛倫茲力)與磁感應強度,運動速度有關,且知道它們之間的定量關系,能夠進行相關計算;會用左手定則確定運動電荷的受力方向.
6.能夠運用所學知識解
2、決速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機等簡單的實際問題.
二、知識歸納:(課前預習)
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.通電導線的周圍存在磁場是由丹麥物理學家 發(fā)現(xiàn)的.如圖,當導線中通有圖示的電流時,小磁針N極將向 轉動.
4.磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別:
電場線
磁感線
1.電場線從 出發(fā),終止于 ,電場線是 的曲線,正、負電荷可單獨存在.
1.在磁體內(nèi)部,磁感線是
3、從 極指向 極,外部是從 出發(fā)從 進去,磁感線是 的曲線,N、S極是不可分割的.
2. 電荷在電場中某點受到電場力的方向與該點的 方向一致,也與該點所在電場線的 方向一致.
2.小磁針在磁場中靜止時 極的指向或 極的受力方向與該點的 方向一致,也與該點所在磁感線的 方向致.
3.電場中任何兩條電場線都 相交.
3.磁場中任何兩條磁感線都 相交.
4.電場線的疏密表示電場的 .
4.磁場線的疏密表示磁場的 ?。?
5.安培定則是用來判斷 方向與
4、 方向之間的關系.具體做法是:用右手握住通電直導線,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系時,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)形導線中心軸線上的 方向.
6.磁場的強弱和方向用 來描述,它是矢量,它的方向規(guī)定為
,它的定義式為
7.磁場對電流的作用力(安培力)大小為F=BIL(注意:L為有效長度,電流與磁場方向應( ?。频姆较蚩捎谩 《▌t來判定.當電流
5、與磁場方向平行時,安培力等于 .
試判斷下列通電導線的受力方向.
B
I
×
B
× × × × ?。。。。?
× × × × ?。。。。?
× × × × .?。。。?
× × × × ?。。。。?
試分別判斷下列導線的電流方向或磁場方向或受力方向.
B
F
×
F
×
B
8.磁場對運動電荷的作用力(洛倫茲力)大小為f=qvB(注意:電荷的速度方向與磁場方向應( ).f的方向可用 定則來判定.當電荷的速度方向與磁場方向平行時,洛倫茲力等于 .
9.
6、當帶電粒子垂直進入勻強磁場,只受洛倫茲力作用時,粒子將做 運動,運動半徑為 ,運動周期為
10.地球是一個大的磁體,有人認為地球的磁場是由于地球表面帶的電和它的自轉而產(chǎn)生的,那么你認為地球應該是帶何種電荷?
11.請畫出下列幾種情況的磁感線分布狀況:
A.通電直導線.?。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線A、C由通有等大電流.在紙面上距A、C等遠處有一點P.若P點磁感應強度的方向水平向左,則導線A、C中的電流方向是如下哪種說法?
A.A
7、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=3×10-2m的圓形區(qū)域內(nèi),有一勻強磁場,磁場的磁感應強度為B=0.2T,方向如圖2所示,一帶正電粒子,以初速度v0=106m/s的速度從磁場邊界上直徑ab一端a點處射入磁場,已知該粒子荷質(zhì)比為q/m=10 8C/kg,不計粒子重力,則
(1)粒子在磁場中勻速圓周運動的半徑是多少?
(2)若要使粒子飛離磁場時有最大的偏轉角,其入射時粒子的方向應如何(以v0與Oa的夾角θ表示)?最大偏轉角多大?
問題:
1.第一問
8、由學生自己完成.
2.在圖中畫出粒子以圖示速度方向入射時,在磁場中運動的軌跡圖,并找出速度的偏轉角.(放實物展示臺展示)
3.討論粒子速度方向發(fā)生變化后,粒子運動軌跡及速度偏轉角的比.
分析:(1)圓運動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,偏轉角為初速度與未速度的夾角,且偏轉角等于粒子運動軌跡所對應的圓心角.向入射時,其偏轉角為哪個角?如圖3所示.由圖分析知:弦ab是粒子軌跡上的弦,也是圓形磁場的弦.
因此,弦長的變化一定對應速度偏轉角的變化,也一定對應粒子圓運動軌跡的圓心角的變化.所以當弦長為圓形磁場直徑時,偏轉角最大.
解:(1)設粒子圓運動半徑為R,則
9、
R===0.05m
(2)由圖3知:弦長最大值為 ab=2r=6×10-2m
設速度偏轉角最大值為αm,此時初速度方向與ab連線夾角為θ,則
?
當粒子以與ab夾角為37°斜向右上方入射時,粒子飛離磁場時有最大偏轉角,其最大值為74°.
小結:本題所涉及的問題是一個動態(tài)問題,即粒子雖然在磁場中均做同一半徑的勻速圓周運動,但因其初速度方向變化,使得粒子運動軌跡的長短和位置均發(fā)生變化,要會靈活運用平面幾何知識去解決.
圖4
a
b
I
I
四、反饋練習
1.如圖4所示,在鐵環(huán)上用絕緣導線纏繞兩個相同的線圈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)
10、中心射向紙外時,電子將 ( )
A.向下偏轉 B.向上偏轉 C.向左偏轉 D.向右偏轉
2.如圖5所示,在通電直導線下方,有一電子沿平行導線方向以速度v開始運動,則?。? )
圖5
I
v
Ⅰ
Ⅱ
A.將沿軌跡I運動,半徑越來越小 B.將沿軌跡I運動,半徑越來越大
C.將沿軌跡II運動,半徑越來越小 D.將沿軌跡II運動,半徑越來越大
3.在如下勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi),電子有可能沿x軸正方向做直線運動的是( )
圖6
y
z
x
E
B
A
y
z
x
B
E
B
y
z
11、x
E
B
C
y
z
x
E
B
D
圖7
B
E
Ⅰ
Ⅱ
4.在方向如圖7所示的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應強度為B)共存的場區(qū),一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0 射入場區(qū),則 ( )
A.若v0 >E/B,電子沿軌跡Ⅰ運動,射出場區(qū)時,速度v>v0
B.若v0 >E/B,電子沿軌跡Ⅱ運動,射出場區(qū)時,速度v<v0
C.若v0 <E/B,電子沿軌跡Ⅰ運動,射出場區(qū)時,速度v>v0
D.若v0 <E/B,電子沿軌跡Ⅱ運動,射出場區(qū)時,速度v<v0
圖8
B
U
O
P
5.如圖8所示,一帶電
12、粒子由靜止開始經(jīng)電壓U加速后從O孔進入垂直紙面向里的勻強磁場中,并打在了P點.測得OP=l,磁場的磁感應強度為B,則帶電粒子的荷質(zhì)比q/m= .(不計重力)
圖9
B
v
θ
a
b
6.如圖9所示,在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,一質(zhì)量為m、電量為e的電子,從a點沿垂直磁感線方向以初速度v開始運動,經(jīng)一段時間t后經(jīng)過b點,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、磁感應強度為B的勻強磁場,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
13、射,則a、b兩板中______板的電勢較高.a(chǎn)、b兩板間可達到的穩(wěn)定電勢差U= .
8.如圖11所示,MN、PQ為平行光滑導軌,其電阻忽略不計,與地面成30°角固定.N、Q間接一電阻R′=1.0Ω,M、P端與電池組和開關組成回路,電動勢 Ε=6V,內(nèi)阻r=1.0Ω,導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場.現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g,電阻R=1.0Ω的金屬導線置于導軌上,并保持導線ab水平.已知導軌間距L=0.1m,當開關S接通后導線ab恰靜止不動.
(1)試計算磁感應強度大小;
(2)若ab靜止時距地面的高度為0.5m,斷開S,ab沿導軌下滑到底端時的速度大小為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)6×10-2J