人教版高中物理选修3-1(课件)：第三章本章整合

第三章
磁场
本章总结提升
整合创新
类型一
带电粒子在组合场中的运动
带电粒子在电场和磁场两种场中运动的性质: (1)在电场中
①当粒子的运动方向与电场方向平行时,做匀变速直线运动; ②当粒子垂直于电场方向进入电场时,做匀变速曲线运动(类平抛运动).
(2)在磁场中
①当粒子的运动方向与磁场方向一致时,不受洛伦兹力作用,做匀速直线运动; ②当粒子垂直于匀强磁场方向进入磁场时,做匀速圆周运动.
。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚和在乎自己 的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困难，那韩智华就是我们 的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上第一号的产品——不是汽车，而 是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量而是以质量来计算，知道你停止努力的那 一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不 会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人，未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任 何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这 就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太 阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉 煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。 40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。——曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。 44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。

体排出。而再次拉动活塞时,将容器中剩余的气体从 V 又膨胀到
V+V0,容器内的压强继续减小,根据玻意耳定律得
-15-
1 1
2 2
(等温变化)
1
等温线:图象(双曲线中的一支)、 图象(过原点的直线)

成立条件:、一定
气体实验三定律
查理定律
表达式:
(等容变化)




= (常量)或 1 = 2 Δ = ·Δ

1 2

等容线:图象(过原点的直线)
成立条件:、一定
盖—吕萨克定律
表达式:
(等压变化)
ℎ
2
+ - 柱长,右侧气体体积为 -
ℎ
2
ℎ
柱长。取右侧气体为研究对象,根据玻意耳定律有 p0l=p2 - 2 ,

解得p2= 0ℎ = 1.42 × 105 Pa。左侧气柱的压强为 p1=p2+ρ 水银
-2
gh=1.50×105 Pa。取左侧气柱为研究对象,由玻意耳定律得
ℎ
p0l=p1 + 2 - , 解得x≈6.4 cm。
质量问题。分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为
研究对象,质量不变,故抽气过程可以看作是等温膨胀过程。
-12-
知识网络
本章整合
专题一
专题二
专题突破
专题三
3.分装问题
将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典
型的变质量问题。分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个
小容器中的气体看作整体作为研究对象,这样就将变质量问题转化
本章整合
-1-
知识网络
本章整合

【解析】从 b 向 a 看侧视图如图所示 （1）水平方向：Ff＝FAsinθ ① 竖直方向：FN＋FAcosθ＝mg ② 又 FA＝BIL＝B
E L③ R
联立①②③得：FN＝mg－
Ff
BLE sin R mgR EL
BLE cos ， R
（2）使 ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有 FA＝mg
mv0 2 Bq
得：v=2v0/7π
（3）则在每 4 周期刚结束时粒子第二次经过 x1 2r 1 的这一 点，以后每过一周期将会出现符合要求的点。 故 xk 2r 1
(k 3)m0 v (k 1)r k 3 1 r 1 2 2 2 Bq
（式中 k
取 1、2、3……）
m v0 k 3m0 v 【答案】 （1） r1 ； （2）2v0/7π； （3） Bq 2 Bq
【典型例题】如图所示，无限宽广的匀强磁场分布在 xoy 平面内，x 轴上下方 磁场均垂直 xoy 平面向里，x 轴上方的磁场的磁感应强度为 B，x 轴下方的磁场的 磁感应强度为 4B/3。现有一质量为 m，电量为-q 带负电粒子以速度 v0 从 坐标原点 O 沿 y 方向进入上方磁场。在粒子运动过程中，与 x 轴交于若干点。不计粒子的重 力。求： （1）粒子在 x 轴上方磁场做匀速圆周运动半径 r1 （2）如把 x 上方运动的半周与 x 下方运动的半周称为一周期的话，则每经过 一周期，在 x 轴上粒子右移的平 均速度。 （3）在与 x 轴的所有交点中，粒子两次通过同一点的坐标位置。
Bmin
根据左手定则判定磁场方向水平向右
BLE cos BLE sin 【答案】 （1）FN＝mg－ ， Ff R R mgR （2） Bmin ，磁场方向水平向右 EL

解析:小磁针的N极垂直纸面向里偏转,说明两导线间的磁场方向垂直纸面向 里,由安培定则可以判断,ab中电流向上,cd中电流向下,故选项D正确.
二、电场偏转和磁场偏转 带电粒子垂直进入匀强电场,做匀变速曲线运动(类平抛运动);带电粒子垂直进入匀强 磁场,做匀速圆周运动.
【例2】 如图所示,在虚线所示的宽度范围内,用场强为E的匀强电场可使以初速度为v0 垂直于电场入射的某种正离子偏转θ角.在同样宽度范围内,若改用方向垂直于纸面向外 的匀强磁场,使该离子穿过磁场区域的偏转角度也为θ,则匀强磁场的磁感应强度大小为 多少?
vy
由图可得:sin θ=
d d qB = R mv0
由以上各式得 B=
E cos . v0
答案:
E cos v0
针对训练2:如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10-3 T;磁场右边是宽度 L=0.2 m、场强E=40 V/m、方向向左的匀强电场.一带电粒子电荷量为q=3.2× 10-19C的负电荷,质量m=6.4×10-27 kg,以v=4×104 m/s的速度沿OO′垂直射入磁场, 在磁场中偏转后进入右侧的电场,最后从电场右边界射出(不计重力).求:
(3)7.68×10-18 J
(3)Ek=EqL+
答案:(2)0.4 m
三、带电粒子在复合场中的运动 1.当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时,根据平衡条件列方程求解. 2.当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律 和平衡条件列方程求解. 3.当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时,常选用动能定理或能量 守恒定律列方程求解.
本章总结
知能导图 专题整合 高考前线
知能导图
单元回眸· 构建体系

qE=ma1⑤
1
设 1 H 进入磁场时速度的大小为v1'
v1'=
1 2 + (1 1 )2 ⑥
设磁感应强度大小为,11 H在磁场中运动的圆轨道半径为R1,
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 qv1'B=
由几何关系得 s1=2R1sin θ1⑧
联立以上各式得 B=
6
ℎ
.⑨
第十页，共十九页。
1 '2
í)三
(3)当带电粒子所受合外力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒
子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,由于
带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区,因此粒子的运动情况也
发生相应的变化,其运动过程可能由几种不同的运动阶段所组成.
2.解决带电粒子在复合场中运动问题的基本思路
为零时,做匀速直线运动(如速度选择器).。(1)单直线边界如图所示.其特点是带电粒子进入和射出磁场时速度
与边界间的夹角相同.。(3)圆形边界如图所示.其特点是带电粒子对心入射时会背心出射.
No
Image
12/10/2021
第十九页，共十九页。
联立④⑧
式得,12 H 第一次离开磁场时的位置到原点O 的距
离为 s2'-s2=
答案:(1)
2 3
3
2 3
3
ℎ
( 2 − 1)ℎ.
(2)
6
ℎ
(3)
2 3
3
( 2 − 1)ℎ
第十二页，共十九页。
专题
(zhuānt
í)一
专题
(zhuānt
í)二
专题
(zhuānt
í)三

17
知识网络
专题一 专题二 专题三 专题四 专题五
设第一段圆弧的圆心为 O',半径为 由几又何由关系r=有������r������������=������ ,R联ta立n π���两���, 式可以解得
r(如图),则
θ=
2π 2������
=
π ������
,
B=
������������ ������������tan
(1)导体棒所受安培力的大小和方向。 (2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向。
6
知识网络
专题突破
专题一 专题二 专题三 专题四 专题五
解析:解决此题的关键是分析导体棒的受力情况,明确各力的方 向和大小。
(1)安培力 F 安=ILB=2×0.5×0.5 N=0.5 N 由左手定则可知安培力的方向水平向右。
(������
⊥
������)
单位:特斯拉——T
方向:小磁针北极受力的方向
定义:������ = ������������sin������(������为������与������的夹角)
磁通量 单位:韦伯——Wb
磁通密度:������
=
������ ������
对磁体、磁极的作用
实验探究:安培力方向
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
1
本章整合
2
知识网络
永磁体周围的磁场
奥斯特实验
通电直导线
磁场的产生
环形电流
电流的磁场
通电螺线管
安培定则(右手螺旋定则)
分子电流——磁现象的电本质
假想线
不相交 磁感线
闭合 磁体外部 N→S 磁体内部 S→N

磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式 存在，而是以一种场的形式存在 磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北 极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。
[特别提醒]自然界有两种基本的物质形态：实物和场。 (1)实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。
(2)场是物质的另一种存在形态，和实物一样也是一种客观存在物，具有质
物 理 选 修
应。
3-1 ·
人 教 版
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第三章 磁场
知识点4 1．地磁场
地球的磁场
地磁场 地球本身是一个磁体，其周围存在的磁场叫 __________ 。地磁场的 N 极位 南极 北极 于地理__________ 附近，S极位于地理__________ 附近。地磁场很弱，但自由转 指南针 的原理。 动的小磁针能显示出地磁场的作用，这是__________
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3-1 ·
人 教 版
第三章 磁场
知识点2
电流的磁效应
1．奥斯特实验
把导线沿__________南北 发生了__________转动 。 ，即电流可以产生磁场，首 方向放置在指向南北的磁针上方，通电时磁针
2．实验意义
奥斯特实验发现了电流的 __________磁效应 先揭示了__________电与磁
新课标导学
物 理
选修3-1 ·人教版
第三章
磁 场
1 磁现象和磁场
第三章 磁场
※ ※
认识磁现象，知道磁场的概念 知道磁场是客观存在的物质，了解电流的磁效应
※
了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。
物 理 选 修
3-1 ·
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解：金属棒受Байду номын сангаас四个力作用：重力 mg，垂直框面向上的支 持力 FN，沿框面向上的安培力 F 安，沿框面的静摩擦力 Ff 静．金 属棒静止在框架上时， Ff 静的方向可能沿框面向上， 也可能向下， 需分两种情况考虑．当变阻器 R 取值较大时，I 较小，安培力 F 安较小，在金属棒重力分力 mgsin θ 作用下棒有沿框架下滑的趋 势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，受力如图 11 甲所示．金属 棒刚好不下滑时满足平衡条件，有
垂直电场线进入匀强电 垂直磁感线进入匀强磁场(不计 场(不计重力) 重力) 电场力 F＝Eq 大小恒定、 洛伦兹力 F＝Bqv 大小不变，方 受力特征 方向不变 向随 v 而改变 运动性质 类平抛运动 匀速圆周运动
运动轨迹 抛物线 圆或圆弧 横向偏移 y 和偏转角 φ 要 横向偏移 y 和偏转角 φ 要结合圆 通过类平抛运动的规律 的几何关系通过圆周运动的讨 求解 论求解
解：(1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出
由 a→b 的侧视图，并对棒 ab 受力分析如图 3－2 所示．经分析
知磁场的方向斜向下指向纸里．
图 3－2
图 3－3
(2)如图 3－2 所示，当 ab 棒有向下滑的趋势时，受摩擦力 向上，为 Ff，则有 Fsin 30° ＋Ff－mg＝0 F＝B1IL Ff＝μFcos 30° E I＝ ＝2 A R＋r 联立以上四式得 2mg B1＝ ＝3.0 T IL1＋ 3μ
解得 a＝1.0×1015 m/s2，t＝2.0×10－8 s， y＝0.4 m.
(2)粒子经过 y 轴时在电场方向的分速度为 vx＝ at＝2×107 m/s 粒子经过 y 轴时的速度大小为
2 7 v＝ v2 ＋ v ＝ 2 2 × 10 m/s x 0 与 y 轴正方向的夹角为 θ，则 vx θ＝arctanv ＝45° 0 要粒子不进入第三象限，如图所示，此时粒子做圆周运动 的轨道半径为 R′，则 2 R′＋ 2 R′≤ y v2 由 qvB＝ m 解得 B≥(2 2＋2)×10－2 T. R′