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9、高三一轮复习教学案:磁场

9、高三一轮复习教学案:磁场
9、高三一轮复习教学案:磁场

《磁场》导学提纲

主备人: 杨群

一、知识结构

1.本讲知识历来是高考的热点内容。经常考查左手定则和右手螺旋定则等方向判断的问题。往往以选择题的形式出现。

2.带电粒子在磁场中的圆周运动及带电粒子在复合场中的运动,主要考查综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力,往往以综合题的形式出现。

3.本讲综合问题应注意本讲知识与现代科技和现实生活的结合。

四、方法总结

磁场的内容单独考查知识点的题目很少,一部分试题集中在磁场中的通电导线在安培力作用下的运动,一部分试题集中在带电的运动粒子在洛仑兹力作用下的匀速圆周运动,且多为高考压轴题,此类问题的关键是画出带电粒子的圆周运动轨迹,使之转化为几何问题,利用几何知识找到圆周运动轨迹的圆心及轨道半径,从而使问题求解,带电粒子在磁场中运动以圆周运动居多,做题时要求从数学角度确定圆心角、圆半径的大小,对空间想象力、用数学方法解决物理道问题能力要求较高,在该方面的能力达不到要求,很容易出错.

《磁场及其描述》导学提纲

主备人: 杨群

年级高三班级日期月日

一、基本概念、基本规律:

1、磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量:

2、磁感应强度:

3、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向:

二、疑难知识:

1、磁感应强度;

2、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

三、你不能理解的知识或你想向老师问的问题:

1、

2、

四、预习检测:

1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,

试判断电源的正负极.

2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()

A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关

B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致

C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零

D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大

3、取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度

大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线

管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁

感应强度大小为()

A.0

B.0.5B

C.B

D.2B

4、如图所示,磁带录音机可用作录音,也可用作放音,其主要部件为可匀

速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b.下面对于它们在录音、放音过程中

主要工作原理的描述,正确的是()

A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应

B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应

C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用

D.放音和录音的主要原理都是电磁感应

5、如图所示,在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b、c

是等边三角形的三个顶点,电流大小相等,a处电流在三角形中心O点的

磁感应强度大小为B,求O处磁感应强度.

《磁场及其描述》复习简案

主备人: 杨群

年级高三班级日期月日

一、本节内容高考要求:

1、高考大纲:磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量Ⅰ级要求

通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ级要求

二、教学目标:

1、掌握电流的磁场、安培定则;了解磁性材料,分子电流假说

2、掌握磁感应强度,磁感线,知道地磁场的特点

三、教学重点、难点:电流的磁场、磁感应强度

四、教学方法、手段:

通过媒体,边复习边练习。

五、教学流程:Array

一、磁场

1、和周围存在磁场。

2、实验表明,通电导体周围也存在着磁场。

并且注意,导线应方向放置。磁场是一种物质。

二、磁现象的电本质

1.安培假说认为,在分子、原子等物质微粒内部存在着分子电流,

分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体。

2.分子电流实际上是由形成的。

3.和可使磁棒失去磁性。

三、磁感线

1.磁感线上各点的切线方向与方向相同。磁感

线是人们假想的。

2.磁感线的密、疏大致表示各处磁感强度的。

3.磁感线都是闭合曲线,且不能相交。

4.电流(包括直线电流、环形电流、通电螺线管)周围的磁感线方

向与电流的关系,可由来判定。

5、常见磁场磁感线的分布特点:

四、磁感强度和磁通量

1.在垂直于磁场方向的1m长的导线,若通过1A的电流,受到磁

场的作用力为1N时,通电导线所在处的磁感强度为。

2.磁感强度的符号是B,在国际单位制中,磁感强度的单位是,

符号是。

3.磁感强度是矢量,磁场中某点的磁感强度的方向就是该点的磁场

方向,即通过该点磁感线的方向;也与小磁针

极的受力方向相同,或与小磁针静止时 极所指的方向相同。

4.磁通量:① 就叫穿过这个面积的磁通量。 ②在磁感强度为B 的匀强磁场中,通过垂直于磁感强度的面积S 的磁通量为 。 ③在国际单位制中,磁通量的单位是 ,简称为 ,符号是 。1Wb=1T ×1m 2

【典型例题】

【例1】如图所示,直导线AB 、螺线管C 、电磁铁D 三者相距较远,它们的

磁场互不影响, 当开关S 闭合稳定后,则图中小磁针的北极N (黑色的一

端)指示出磁场方向正确的是( )

A.a

B.b

C.c

D.d

【例2】如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a 、b 两点与两导线共面,a 点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b 点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a 点磁感应强度的大小为B,则去掉导线1后,b 点的磁感应强度大小为 ,方向 .

【例3】磁铁有N 、S 两极,跟正负电荷有很大的相似性,人们假定在一根磁棒

的两极上有一种叫做“磁荷”的东西, N 极上的叫做

正磁荷,S 极上的叫做负磁荷,同号磁荷相斥,异号磁

荷相吸.当磁极本身的几何线度远比它们之间的距

离小得多时,将其上的磁荷叫做点磁荷.磁的库仑定

律是:两个点磁荷之间的相互作用力F 沿着它们之间

的连线,与它们之间的距离r 的平方成反比,与它们

磁荷的数量(或称磁极强度)q m1、q m2成正比,用公式

表示为:F=2

21r q kq m m . (1)上式中的比例系数k=10-7 Wb/(A ·m ),则磁极强度q m 的国际单位(用基本单位表

示)是 .

(2)同一根磁铁上的两个点磁荷的磁极强度可视为相等,磁荷的位置可等效地放在图(a )中的c 、d 两点,其原因是 .

(3)用两根相同的质量为M 的圆柱形永久磁铁可以测出磁极强度q m ,如图(b ),将一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一根与之平行放置的磁棒可以自由上下移动.调节斜面的角度为 时,活动磁铁刚好静止不动.由此可知磁极强度q m 为多大?

六、当堂训练:

1.某地磁场的磁感强度为6×10-5T ,B 与水平面的夹角为530,则在2m 2的水平面内地磁场的磁通量为 。

2.完成下列两题:(1)已知螺线管内部的小磁针的N 极指向如图,请在图中画出螺线管上线圈的绕向。(2)已知电磁铁的两个极性如图,请在电磁铁上画出线圈的绕向。

I 4

I 1 I

I 2 O. 《磁场及其描述》作业

年级 高三 班级 日期 月 日

1.一根软铁棒放在磁场附近会被磁化,这是因为在外磁场作用下:( )

A .软铁棒中产生了分子电流;

B .软铁棒中分子电流消失;

C .软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章;

D .软铁棒中分子电流取向变得大致相同。

2.实验室有一旧的学生电源,输出端的符号变得模糊不清,无法分别正、负极,小明设计了下面的判断电源两极的方法:在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放一个螺线管,如图,闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转。下述判断正确的是:( )

A .电源A 端是正极,在电源内电流由A 流向

B ;

B .电源A 端是正极,在电源内电流由B 流向A ;

C .电源B 端是正极,在电源内电流由A 流向B ;

D .电源B 端是正极,在电源内电流由B 流向A 。

3.如图所示,两个平行的长直导线A 、B 中通以同样的电流,导线C

与A 、B 在同一平面内,位于中心线EF 的左侧,当导线C 中通以与A 、

B 反向的电流后,若

C 能自由运动,其运动情况是:

A .向A 靠近后静止;

B .向B 靠近后静止;

C .停在中心线EF 处;

D .在中心线附近作往复运动。

4.如图所示,AB 是水平面上一个圆的直径,在过AB 的竖直平面内有

一根通电导线CD ,已知CD ∥AB ,当CD 竖直向上平移时,电流磁场

穿过圆面积的磁通量将:( )

A .逐渐增多;

B .逐渐减少;

C .始终为零;

D .不为零、但保持不变。

5.根据安培假设的思想,认为磁场是由运动电荷产生的,这种思想如果对地磁场也适用,而目前地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷,那么由此推断,地球应该( )

A .带负电;

B .带正电;

C .不带电;

D .无法确定。

6.如图所示,一束电子流沿+y 方向流动,在+z

和+x 轴上某一点的磁感强度B z 及B x 方向为:( ) A .B Z 沿+X 方向; B .B Z 沿-ⅹ方向;

C .B X 沿+Z 方向;

D .B X 沿-Z 方向。

7、如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I 1=I 3>I 2> I 4要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的

电流 ( ) A .切断I 1 B .切断 I 2 C .切断I 3 D .切断I 4 8、如图所示,两个圆环A 、B 同心放置,且半径R A <R B .一条磁铁置于两环的圆心处,且与圆环平面垂直.则A 、B 两环中磁通φA φB 之间的关系是 ( )

A.φA >φB

B.φA =φ B

C.φA <φB

D.无法确定

《安培力》导学提纲(2课时)

主备人: 杨 群

年级 高三 班级 日期 月 日

一、基本概念、基本规律:

1、安培力的大小

2、安培力的方向

二、疑难知识:安培力的方向的判定:

三、你不能理解的知识或你想向老师问的问题:

1、

四、预习检测:

1.如图所示,通电细杆ab 质量为m,置于倾角为θ的导轨上,导轨和杆间不光滑.通有电流时,杆静止在导轨上.下图是四个侧视图,标出了四种匀强磁场的方向,其中摩擦力可能为零的是 ( )

2、如图所示,竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流

的方向垂直纸面向外,a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四

点,在这四点中 ( )

A.b 、d 两点的磁感应强度大小相等

B.a 、b 两点的磁感应强度大小相等

C.a 点的磁感应强度最小

D.c 点的磁感应强度最大

3、如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为

m 的直导体棒,在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜

面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是 ( ) A.B=mg

IL αsin ,方向垂直斜面向上 B.B=mg IL αsin ,方向垂直斜面向下 C.B=mg IL αcos ,方向垂直斜面向下 D.B=mg IL

αcos ,方向垂直斜面向上

4、如图所示,接通电键的瞬间,用丝线悬挂于一点可自由转动的通电

直导线AB 的变化情况是( )

A.A 端向上移动,B 端向下移动,悬线张力不变

B.A 端向下移动,B 端向上移动,悬线张力不变

C.A 端向纸外移动,B 端向纸内移动,悬线张力变小

D.A 端向纸内移动,B 端向纸外移动,悬线张力变大

《安培力》复习简案(第一课时)

主备人: 杨 群

年级 高三 班级 日期 月 日

一、本节内容高考要求:

1、高考大纲:安培力,安培力的方向 Ⅰ级要求

匀强电场中的安培力 Ⅱ级要求

2、命题规律:本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。

二、教学目标:

1、掌握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则

2、了解磁电式电表的工作原理

3、能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。

三、教学重点、难点:能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。

四、教学方法、手段:

通过媒体,边复习边练习。

五、教学流程:

磁场对电流的作用——安培力

1.安培力大小:

2.安培力方向:由左手定则判断。左手定则内容 。

【典型例题】

例1、磁场对电流的作用力大小为F =BIL (注意:L 为有效长度,电流与磁场方向应 .F 的方向可用 定则来判定.试判断下列通电导线的受力方向.

× × × × . . . .

×

× ×

. .

× ×

× .

. . . × × × × . . . .

试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向.

B

B B

F F B

正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运

动情况是(从上往下看)()

A.顺时针方向转动,同时下降

B.顺时针方向转动,同时上升

C.逆时针方向转动,同时下降

D.逆时针方向转动,同时上升

思考:若导线固定,磁铁可自由转动,则磁铁如何运动呢?

电阻1.5Ω.匀强磁场竖直向上,B=0.4 T.当开关闭合后,棒从固定光

滑绝缘环的底端上滑至某一位置静止.试求在此位置上棒对每一只

环的压力为多大?若已知绝缘环半径0.5 m,此位置与环底高度差是

多少?

例4、如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置,一长方体绝缘容器内部高为L,

厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b,上、下两侧装有电极

的液体,液体的密度为 .将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直

纸面向里.当开关断开时,竖直管子a、b中的液面高度相同;开关S

闭合后,a、b管中液面将出现高度差.若闭合开关S后,a、b管中液

面将出现高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B的大

小.

六、当堂训练:

1、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线

与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则

A.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用

B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用

C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用

D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用

2、长为L,重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂,一端搁在

应强度为B的匀强磁场,当棒通入如图所示方向的电流时,

细线中正好无拉力.则电流的大小为_______ A.

《安培力》作业(第一课时)

年级高三班级日期月日

1、关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向,正确的说法是

A.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行

B.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行

C.既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直

D.既不跟磁场方向垂直,又不跟电流方向垂直

2、如图所示,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的电流为I,为了增大导线所受的磁场力,可采取下列四种办法,其中不正确的是

A.增大电流I

B.增加直导线的长度

C.使导线在纸面内顺时针转30°

D.使导线在纸面内逆时针转60°

3、如图所示,线圈abcd边长分别为L1、L2,通过的电流为

I,当线圈绕OO′轴转过θ角时

A.通过线圈的磁通量是BL1L2cosθ

B.ab边受安培力大小为BIL1cosθ

C.ad边受的安培力大小为BIL2cosθ

4、如图所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处

于竖直平面内,为使M N垂直纸面向外运动,可以

A.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极

B.将b、d端接在电源正极,a、c端接在电源负极

C.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极

D.将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端

5、如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反

的电流,a受到的磁场力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强

磁场后,a受到的磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为

A.F2

B.F1-F2

C.F1+F2

D.2F1-F2

6、.电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,

1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包

括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮

弹速度大小约为2 km/s),若轨道宽2 m,长为100 m,

通过的电流为10 A,则轨道间所加匀强磁场的磁感应强

度为_______ T,磁场力的最大功率P=_______ W(轨道摩擦不计).

《安培力》复习简案(第二课时)

主备人: 杨 群

年级 高三 班级 日期 月 日

一、本节内容高考要求:

1、高考大纲:安培力,安培力的方向 Ⅰ级要求

匀强电场中的安培力 Ⅱ级要求

2、命题规律:本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。

二、教学目标:

1、掌握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则

2、了解磁电式电表的工作原理

3、能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。

三、教学重点、难点:能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。

四、教学方法、手段:

通过媒体,边复习边练习。

五、教学流程:

例1、如图所示,PQ 、MN 为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,—导体棒ab 跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg ,棒

的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg ,棒

与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?(g 取10m/s 2)

思考:(1)若以加速度2m/s 2向左匀加速运动,电流又多大?

(2)电流就是上述求出的电流,暂时末加磁场,现要ab 棒向左匀速运动,要加的最小磁场的大小和方向如何?

(3)质量为m 的铜棒搭在U 形导线框右端,棒长和框宽均为L ,

磁感应强度为B 的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后,铜棒

被平抛出去,下落h 后的水平位移为s 。求闭合电键后通过铜棒

的总电荷量Q 。

例2、如图所示。水平桌面上放置的U 形金属导轨,串接有电源。现将两根质量相等的裸导线L 1和L 2放在导轨边缘上。方向与导轨垂直,导轨

所在的平面有一个方向向上的匀强磁场。当合上开关后,

两根导线便向右运动,并先后脱离导轨右端掉到水平地面

上,测得它们落地位置与导轨右端的水平距离分别为s 1

和s 2,求合上开关后:安培力对导线L1和L 2所做功之比

W 1 : W 2;

例3、质量为m ,长为L 的的金属棒ab 用两根细金属丝悬挂在

绝缘架MN 下面,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,当金

属棒通以由a 向b 的电流I 后,将离开原位置向前偏转α角而重

新平衡,如图。求磁感应强度B 的方向和大小。

思考:若磁感应强度为B ,方向竖直向下,要使金属棒ab 最大偏转角为α,则所加电流多大?方向如何?

例4、如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm ,金属棒MN

的质量为10g ,电阻不计,匀强磁场磁感应强度B 方向竖直

向下,大小为0.8T ,电源电动势为10V ,内阻r=1Ω,当开

关S 闭合时,MN 处于平衡。求变阻器R 1的取值为多少?(设

= 45°g 取10m /s 2)

思考:如图所示,导体棒ab 的质量为m 、电阻不计,放置在与

水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d ,电阻不计,

整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度

为B ,电源的电动势为E ,内阻不计。设导体棒与导轨的动摩擦

因数为μ,且不通电时导体棒不能静止于导轨上,要使导体棒

静止在导轨上,变阻器阻值范围应为多大?(设:导体棒受到

的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等)

《安培力》作业(第二课时)

年级 高三 班级 日期 月 日

1、如图所示,柔软的导线长0.628m ,弯曲地放在光滑水平面上,两

端点固定在相距很近的a 、b 两点,匀强磁场的方向竖直向下,磁感应

强度B =2T ,当导线中通以图示方向的电流I =5A 时,导线中的张力为________N . 2、如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距O.2m ,上面有

一质量为O.04kg 的均匀金属棒ab ,电源电动势为6V 、内阻为

0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要在金属棒所在位置施加一

个磁感应强度大小为________T ,方向________的匀强磁场,才

能使金属棒ab 对轨道的压力恰好为零.(g=1Om /s 2)

3、如图所示,质量为60g 的铜棒长为a =20cm ,棒的两端与长为L =30cm 的细软铜线相连,吊在磁感应强度B =0.5T 、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通

过恒定电流I 后,铜棒向上摆动,最大偏角θ=60°,g 取10m /s 2,

求:

(1)铜棒中电流I 的大小.

(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字).

4、在原子反应堆中抽动液体时,由于不允许传动的机械部分与

这些液体相接触,常使用一种电磁泵,如图所示是这种电磁泵的结构,将导管放在磁场中,当电流穿过这种液体时,这种液体就

被驱动。

(1)试论述这种电磁泵的工作原理。 (2)若导体的横截面积为a ×b ,磁场的宽度为L ,磁感应强度

为B ,液体穿过磁场区域的电流强度为I ,求驱动力造成的压强

差。

5、在倾角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L ,质量为m 的导体棒,如图所示⑴欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值为多少?方向如何? ⑵欲使棒静止在斜面上,且对斜面无压力,应加匀强磁场B 的最小值为多少?方向如何?⑶分析欲使棒静止在斜面上且要求B 垂直于L ,应外加磁场的方向及范围。

B

《洛伦兹力及其应用》导学提纲(3课时)

主备人: 杨 群

年级 高三 班级 日期 月 日

一、基本概念、基本规律:

1、洛伦兹力:

2、带电粒子在匀强磁场中的运动:

二、疑难知识:带电粒子在匀强磁场中的运动

三、你不能理解的知识或你想向老师问的问题:

四、预习检测:

1、如图所示,一个带正电q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B ,若小带电体的质量为m ,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应该( )

A .使

B 的数值增大 B .使磁场以速率 v =mg qB

,向上移动 C .使磁场以速率v =mg qB ,向右移动 D .使磁场以速率v =mg qB

,向左移动 2、单摆摆长L ,摆球质量为m ,带有电荷+q ,在垂直于纸面

向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中摆动,当其向左、向右

通过最低点时,线上拉力大小是否相等?

5.初速度为v 0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出直

导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( ).

A .电子将向右偏转,速率不变

B .电子将向左偏转,速率改变

C .电子将向左偏转,速率不变

D .电子将向右偏转,速率改变

6.如图所示,一带有电荷的单摆,在匀强磁场中做简谐振动,运

动平面垂直磁场方向,若撤去磁场,让单摆做相同振幅的简谐振动,

则两种情况相比有( )

A .摆球的振动周期相同

B .摆球到达平衡位置时的动能相同

C .摆球到达平衡位置时的向心加速度相同

D .摆球到达平衡位置时绳子受到的拉力相同

7.如图所示,质量为m ,带电量为q 的小球套在很长的一根绝缘

杆上,将杆竖直放入互相平行的水平匀强电场和匀强磁场中,球与

杆间的μ已知,则当小球下滑的速度为v 时,其加速度为多大?小

球最终速度为多大?(设电场强度为E ,磁感应强度为B )

《洛伦兹力及其应用》复习简案(第一课时)

主备人: 杨群

年级高三班级日期月日

一、本节内容高考要求:

1、高考大纲:洛仑兹力,洛仑兹力的方向Ⅰ级要求

洛仑兹力公式Ⅱ级要求

带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ级要求

2、命题规律:本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。

3、本专题内容常与牛顿运动定律、圆周运动、功和能知识综合,在高考中所占分数分量相当大,高考对本专题的考查仍会放在分析综合能力和结合热点知识解决问题的能力上。二、教学目标:

1.掌握洛仑兹力的概念;

2.熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题

三、教学重点、难点:带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动

四、教学方法、手段:

通过媒体,边复习边练习。

五、教学流程:

一、洛仑兹力f大小的计算

1.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时,f=。

2.当带电粒子沿垂直磁场方向在磁场中运动时,f=。

二、洛仑兹力方向的判断

1.运动电荷在磁场中所受洛仑兹力的方向可用来判断。若粒子带正电时,四个手指指向与正电荷的运动方向。若粒子带负电,四个手指指向与负电荷的运动方向。

2.洛仑兹力的方向总是垂直于所在的平面。

三、带电粒子在匀强磁场中的运动

1.若带电粒子运动方向与磁场方向平行,则粒子不受洛仑兹力作用,作。

2.若带电粒子的运动方向与磁场方向垂直,则粒子将作,其运动周期T= (与速度的大小无关)

3.由于洛仑兹力始终和速度方向垂直,所以洛仑兹力对运动的带电粒子总不做功,即使带电粒子不作匀速圆周运动。

4.根据轨迹用几何方法确定圆心位置(半径和速度垂直),从而求出半径,常常是解题的关键。

【典型例题】

例1、如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B 中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放,

在运动中都能通过各自轨道的最低点M 、N,则 ( )

A.两小球每次到达轨道最低点时的速度都有v N >v M

B.两小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力都有F N >F M

C.小球b 第一次到达N 点的时刻与小球a 第一次到达M 点

的时刻相同 D.小球b 能到达轨道的最右端,小球a 不能到达轨道的最右端

例2、质子(11H )和α粒子(42He )从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀

强磁场做圆周运动,则这两粒子的动能之比E k1∶E k2= ,轨道半径之比r 1∶r 2= ,周期之比T 1∶T 2= .

例3、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 ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时

间差是多少?

例4、一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P (a ,0)点以速

度v ,沿与x 正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好

垂直于y 轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B 和射出点的坐标。

例5、一个负离子,质量为m ,电量大小为q ,以速率v 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中,如图所示。磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于图1中纸面向里.

(1)求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离.

(2)如果离子进入磁场后经过时间t 到达位置P ,证明:直线OP 与离

子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是t m qB 2=

θ。

M

x

B

《洛伦兹力及其应用》作业(第一课时)

年级 高三 班级 日期 月 日

1.如图所示,带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 ( )

2.如图所示,空间有磁感应强度为B ,方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速v

从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则

在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的场强大小与

方向应是 ( )

A .B/v ,方向竖直向上

B .B/v ,方向水平向左

C .Bv ,垂直纸面向里

D .Bv ,垂直纸面向外

3.如图所示,一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速

率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底

端,则它滑至底端时的速率 ( ) A .变大 B .变小 C .不变 D .条件不足,无法判断

4. 有一匀强磁场,磁感应强度大小为1.2T ,方向由南指向北,如有一质子沿竖直向下的方向进入

磁场,磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N ,则质子射入时速为 ,质子在磁场中向 方向

偏转。

5、质量为0.1g 的小物块带有5×10-4C 的电荷,放在倾角为300且足够长的光滑绝缘的斜

面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T 的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:

⑴物块带何种电荷?

⑵物块刚离开斜面时的速度多大?

⑶ 物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多

长?

第2题 第3题

《洛伦兹力及其应用》复习简案(第二课时)

主备人: 杨 群

年级 高三 班级 日期 月 日

一、本节内容高考要求:

1、高考大纲:洛仑兹力,洛仑兹力的方向 Ⅰ级要求

洛仑兹力公式 Ⅱ级要求

带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ级要求

2、命题规律:本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。

3、本专题内容常与牛顿运动定律、圆周运动、功和能知识综合,在高考中所占分数分量相当大,高考对本专题的考查仍会放在分析综合能力和结合热点知识解决问题的能力上。

二、教学目标:

1.掌握洛仑兹力的概念;

2.熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题

三、教学重点、难点:带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动

四、教学方法、手段:

通过媒体,边复习边练习。

五、教学流程:

2.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)。偏角可由R r =2tan θ求出。经历时间由Bq m t θ=得出。 注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。

例6、如图所示,一个质量为m 、电量为q 的正离子,从A 点正对着圆

心O 以速度v 射入半径为R 的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向

里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B 。要使带电粒子与圆筒内壁

碰撞多次后仍从A 点射出,求正离子在磁场中运动的时间t.设粒子

与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失,不计粒子的重力。

例7、如图所示,真空中有一半径为R 的圆形磁场区域,圆心

为O ,磁场的方向垂直纸面向内,磁感强度为B ,距离O 为2R

处有一光屏MN ,MN 垂直于纸面放置,AO 过半径垂直于屏,延

长线交于C .一个带负电粒子以初速度v 0沿AC 方向进入圆形

磁场区域,最后打在屏上D 点,DC 相距23R ,不计粒子的重

力.若该粒子仍以初速v 0从A 点进入圆形磁场区域,但方向与

AC 成600角向右上方,粒子最后打在屏上E 点,求粒子从A 到

E 所用时间.

3.穿过矩形磁场区。一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。

偏转角由sin θ=L /R 求出。侧移由R 2=L 2-(R-y )2解出。经历时间由Bq

m t θ=得出。注意,这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点,这点与带电粒子在匀强

电场中的偏转结论不同!

例8、如图所示,一束电子(电量为e )以速度v 垂直射入磁

感强度为B ,宽度为d 的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与

电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量

是 ,穿透磁场的时间是 。

例9、长为L 的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为B ,板间距离也为L ,板不带电,现有质量为m ,电量为q 的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场,欲使粒子

不打在极板上,可采用的办法是:

A .使粒子的速度v

B .使粒子的速度v >5BqL /4m ;

C .使粒子的速度v >BqL /m ;

D .使粒子速度BqL /4m

C

《洛伦兹力及其应用》作业(第二课时)

年级 高三 班级 日期 月 日

1.如图所示,一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运

动,速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,小球飞离桌

子边缘落到地板上.设其飞行时间为t 1,水平射程为s 1,落地速率

为v 1.撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t 2,水平射

程为s 2,落地速率为v 2,则( ).

A .t 1<t 2

B .s 1>s 2

C .s 1<s 2

D .v 1=v 2 2.如图所示,在三边长度分别为a 、b 、c 的长方

体金属的垂直于x 轴的两个面之间加电压U ,有

电流I 沿x 轴正方向流过金属。如沿z 轴正方向

加一磁感应强度为B 的匀强磁场,则在垂直于y 轴的两个侧面上测得电压为U 0,设自由电子的电量为e ,求金属导体中单位体积内的自由电子数。

3.如图所示,质量m=0.1g 的小球,带有q=5×10-4C 的正

电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可

以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.4,这个装置放在

磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中,求小球无初速释放后

沿杆下滑的最大加速度和最大速度。

4.如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,水平放 置一足够长的绝缘直棒,棒上套着一个带正电荷的小球,电场强度为E,方向水平向右,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,小球质量m 带电荷量为q 小球沿水平棒滑动时动摩擦因数

为μ小球开始向右滑动后,问:

(1)当小球的速度达到何值时它的加速度最大?加速度的最大值

是多少?

(2)小球速度的最大值是多大?

z

y x

《洛伦兹力及其应用》复习简案(第三课时)

主备人: 杨 群

年级 高三 班级 日期 月 日

一、本节内容高考要求:

1、高考大纲:洛仑兹力,洛仑兹力的方向 Ⅰ级要求

洛仑兹力公式 Ⅱ级要求

带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ级要求

2、命题规律:本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。

3、本专题内容常与牛顿运动定律、圆周运动、功和能知识综合,在高考中所占分数分量相当大,高考对本专题的考查仍会放在分析综合能力和结合热点知识解决问题的能力上。

二、教学目标:

1.掌握洛仑兹力的概念;

2.熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题

三、教学重点、难点:带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动

四、教学方法、手段:

通过媒体,边复习边练习。

五、教学流程: 例1、如图所示,一带电质点,质量为m,电量为q,以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域.为了使

该质点能从x 轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出,可在适

当的地方加一个垂直于xy 平面、磁感应强度为B 的匀强磁场.若

此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计.

例2、如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;右侧区域为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度也为B.一个质量为m 、电荷量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静

止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O 点,

然后重复上述运动过程.求:

(1)中间磁场区域的宽度d.

(2)带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t.

O y x a b v v

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