教案模板 - 福建高中新課程.ppt

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1、1磁場(chǎng)存在于何處？ 2磁場(chǎng)的基本特性是什么？ 3什么是磁現(xiàn)象的電本質(zhì)？,磁場(chǎng)復(fù)習(xí)1：基本概念,一、基本問(wèn)題:,二、磁場(chǎng)的描述:,3、磁通量,1、磁感強(qiáng)度,2、磁感線,定義方法 定義式 矢量性,性質(zhì) 典型磁場(chǎng)的磁感線（P144145）,,,三、磁場(chǎng)（電流）對(duì)電流的作用,1、方向：左手定則,2、大?。?3、電流對(duì)電流的作用,（P143圖16-3）,四、練習(xí),1、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)是怎樣做的？有什么現(xiàn)象？,2、如圖所示為通電螺線管的縱剖面，“”和“”分別表示導(dǎo)線中電流垂直紙面流進(jìn)或流出，試畫(huà)出A、B、C、D四個(gè)位置上小磁針靜止時(shí)N極的指向。,3、在臺(tái)州地區(qū)做如下實(shí)驗(yàn)，一個(gè)可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)

2、動(dòng)的小磁針，在地磁場(chǎng)作用下保持靜止一根長(zhǎng)直導(dǎo)線位于小磁針的北方，豎直放置，且通有豎直向上的電流已知地磁場(chǎng)的水平分量為B0，長(zhǎng)直導(dǎo)線電流磁場(chǎng)在小磁針處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則小磁針的N極將 A向東偏轉(zhuǎn)角度 =arctan（B0/B）而靜止 B向東偏轉(zhuǎn)角度=arctan（B/B0）而靜止 C向西偏轉(zhuǎn)角度=arctan（B0/B）而靜止 D向西偏轉(zhuǎn)角度 =arctan（B/B0）而靜止,4、如圖所示，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)磁感強(qiáng)度及方向水平向左，則導(dǎo)線A、C中的電流方向是如下哪種說(shuō)法？ AA中向紙里，C中向紙外 BA中向紙外，C中向紙里 CA

3、、C中均向紙外 DA、C中均向紙里,5如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中央上方固定一長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給電線通以垂直紙面向外的電流，則 A磁鐵對(duì)桌面壓力增大，受桌面摩擦力作用 B磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用 C磁鐵對(duì)桌面壓力減小，要受桌面摩擦力作用 D磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用,6、非簡(jiǎn)單直導(dǎo)線的受力,7、如圖所示，在水平虛線上方有磁感強(qiáng)度為2B，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平虛線下方有磁感強(qiáng)度為B，方向水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊長(zhǎng)為l的正方形線圈放置在兩個(gè)磁場(chǎng)中，線圈平面與水平面成角，線圈處于兩磁場(chǎng)中的部分面積相等，則穿過(guò)線圈平面的磁通量大小為多少？,8、如圖，磁

4、鐵水平固定，一矩形線框保持豎直從左端向右端移動(dòng)，問(wèn)：過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量怎樣變化？,9、安培分子電流假說(shuō)提示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，安培提出分子電流假說(shuō)的依據(jù)是什么？下圖所示的實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？怎樣解釋？,磁場(chǎng)復(fù)習(xí)2：安培力,1、定性分析在安培力作用下的通電導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng),2、在安培力作用下的平衡及定量計(jì)算（立體圖）,3、安培力的力矩（簡(jiǎn)單）,如圖所示，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NQ間接一電阻R=1.0，MP端與電池組和開(kāi)關(guān)組成回路，電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1.0，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=1.0的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上，

5、并保持導(dǎo)線ab水平已知導(dǎo)軌間距L=0.1m，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動(dòng) 試計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?一根通有電流I1的長(zhǎng)直導(dǎo)線OO豎直放置，另有一矩形導(dǎo)線框abcd的平面放在豎直平面內(nèi)，通有如圖所示的電流I2，OO到abcd平面的距離為4r，邊長(zhǎng)ab=cd=5r，ad=bc=6r，且ab和cd兩邊所處的磁感強(qiáng)度大小均為B（由I1產(chǎn)生），求ab和cd所受安培力的大小和方向。,,如圖所示，磁電式電流表中的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的，線圈兩側(cè)所在位置的磁感強(qiáng)度 B=0.002T，線圈是邊長(zhǎng) a=1cm的正方形，共N=100匝線圈每偏轉(zhuǎn)1，線圈需產(chǎn)生力矩為 M0=2.510-8Nm求：線圈中電流為 I=

6、5mA時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)多少度？,在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd，邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2，通以電流I如圖所示已知轉(zhuǎn)軸OO在線圈平面內(nèi)，且垂直于B，Od=3Oa，Oc=3Ob，當(dāng)線圈從圖示位置繞軸轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，下面哪些說(shuō)法正確？ Aab邊受到安培力為BIL1sin Bab邊受到安培力為BIL1cos C線圈受到磁力矩為BIL1L2cos D穿過(guò)線圈的磁通量為BL1L2sin,如圖所示，固定螺線管M右側(cè)有一正方形線框abcd，線框內(nèi)通有恒定電流，其流向?yàn)閍bcd，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，線框運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)為 Aab向外，cd向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏 Bab向里，cd向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離M Cad向外，bc向里轉(zhuǎn)動(dòng)且

7、向M靠攏 Dad向里，bc向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離M,如圖所示，等腰三角形金屬線框ACD放在光滑水平面上，該區(qū)域存在磁感強(qiáng)度B= T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知，DA=DC=lm，A=C=30，若線框中通以I=IA的電流，則DA、DC兩邊所受合力大小為_(kāi)____N，整個(gè)線框所受合力為_(kāi)____N,如圖所示，A和B中一個(gè)是電源，另一個(gè)是用電器當(dāng)用兩導(dǎo)線連接起來(lái)用電器工作時(shí)，用一個(gè)小磁針?lè)旁赼點(diǎn)下方，磁針N極向紙外偏轉(zhuǎn)，用電壓表測(cè)定a與b間的電壓，發(fā)現(xiàn)a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高，由此可判斷出電源是______,帶電粒子在洛侖茲力作用下的運(yùn)動(dòng),F洛=0 勻速直線運(yùn)動(dòng),F洛=Bqv 勻速圓周運(yùn)動(dòng),F洛=Bqv 等距螺

8、旋（090）,,洛侖茲力不做功,1、洛侖茲力方向:左手定則,,2、洛侖茲力大小: 由F=BIL出發(fā)證明 F洛=qvB,建立情景,聯(lián)系宏觀微觀,數(shù)學(xué)推導(dǎo),3、公式理解,（4）如果它們初速度為零,經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速,再垂直進(jìn)入同一磁場(chǎng)呢?,（2）以相同動(dòng)量射入磁場(chǎng)呢?,問(wèn)題:一束射線由氘核( )、氚核（ ）組成,他們有共同的速度,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案把他們分開(kāi).,（1）它們?cè)诖艌?chǎng)中的軌道半徑之比及周期之比是各是多少？,（3）以相同動(dòng)能射入磁場(chǎng)呢?,例 在 M、 N兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，一帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示已知兩條導(dǎo)線M、N只有一條中有恒定電流，另一條導(dǎo)線中無(wú)電流，關(guān)于電流、電

9、流方向和粒子帶電情況及運(yùn)動(dòng)方向，可能是 AM中通有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從b點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng) BM中通有自上而下的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng) CN中通有自下而上的恒定電流， 帶正電的粒子從b點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng) DN中通有自下而上的恒定電流， 帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的確定： *利用洛侖茲力的方向永遠(yuǎn)指向圓心的特點(diǎn)，只要找到圓運(yùn)動(dòng)兩個(gè)點(diǎn)上的洛侖茲力的方向，其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)必為圓心 *利用圓上弦的中垂線必過(guò)圓心的特點(diǎn)找圓心,圓周運(yùn)動(dòng)中的角度關(guān)系,4、帶電粒子在洛侖茲力作用下的圓周運(yùn)動(dòng),= = 2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間,例 如圖所示，abcd為絕緣擋板圍成的正方形區(qū)域，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，

10、在這個(gè)區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正、負(fù)電子分別從ab擋板中點(diǎn)K，沿垂直擋板ab方向射入場(chǎng)中，其質(zhì)量為m，電量為e若從d、P兩點(diǎn)都有粒子射出，則正、負(fù)電子的入射速度分別為多少？（其中bP=L/4）,小結(jié): 1、從幾何關(guān)系找r的表達(dá)式 2、從物理關(guān)系得r表達(dá)式,例 一帶電質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m，電量為q，以平行于x軸的速度v從y軸上的a點(diǎn)射入圖所示第一象限的區(qū)域?yàn)榱耸乖撡|(zhì)點(diǎn)能從x軸上的b點(diǎn)以垂直于ox軸的速度v射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于xy平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，試求這圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑重力忽略不計(jì),例 在真空中，半徑為r=3

11、10-2m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=108C/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的夾角表示）？最大偏轉(zhuǎn)角多大？,例 如圖所示，很長(zhǎng)的平行邊界面M、N與N、P間距分別為L(zhǎng)1、L2，其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1與B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向均垂直紙面向里已知B1B2，一個(gè)帶正電的粒子電量為q，質(zhì)量為m，以大小為v0的速度垂直邊界面M與

12、磁場(chǎng)方向射入MN間磁場(chǎng)區(qū)，試討論粒子速度v0應(yīng)滿足什么條件，才能通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，并從邊界面P射出？（不計(jì)粒子重力）,帶電粒子和質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1、能忽略帶電體重力的情況,3、電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存區(qū)域,2、電場(chǎng)和磁場(chǎng)成獨(dú)立區(qū)域,分階段求解,二力平衡勻速直線運(yùn)動(dòng),不平衡復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),功能關(guān)系,,例1 空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向如圖所示一帶電粒子+q以初速度v0垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入，則粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況可能是 A沿初速度方向做勻速運(yùn)動(dòng) B在紙平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng) C在紙平面內(nèi)做軌跡向下彎曲的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D初始一段在紙平面內(nèi)做軌跡向上（或向下）彎曲的非

13、勻變速曲線運(yùn)動(dòng),例2 如圖所示為一電磁流量計(jì)的示意圖，截面為正方形的非磁性管，其邊長(zhǎng)為d，內(nèi)有導(dǎo)電液體流動(dòng)，在垂直液體流動(dòng)方向加一指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B現(xiàn)測(cè)得液體a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，求管內(nèi)導(dǎo)電液體的流量Q為多少？,例3如圖所示，兩塊平行放置的金屬板，上板帶正電，下板帶等量負(fù)電在兩板間有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一電子從兩板左側(cè)以速度v0沿金屬板方向射入，當(dāng)兩板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1時(shí)，電子從a點(diǎn)射出兩板，射出時(shí)的速度為2v當(dāng)兩板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽2時(shí)，電子從B點(diǎn)射出時(shí)的側(cè)移量?jī)H為從a點(diǎn)射出時(shí)側(cè)移量的四分之一，求電子從b點(diǎn)射出時(shí)的速率,例4 如圖所示，在x軸上方有垂直于x

14、y平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在X軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E一質(zhì)量為m，電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出射出之后，第三次到達(dá)X軸時(shí)，它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)求此粒子射出時(shí)的速度V和運(yùn)動(dòng)的總路程（重力不計(jì)）,例5如圖3-7-6所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，場(chǎng)強(qiáng)E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里有三個(gè)帶有等量同種電荷的油滴M、N、P在該區(qū)域中運(yùn)動(dòng)，其中M向有做勻速直線運(yùn)動(dòng)，N在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，P向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則三個(gè)油滴的質(zhì)量關(guān)系是 AmMmNmP BmPmNmM CmNmPmM DmPmMmN,例6如圖3-7-8所

15、示，在xOy平面內(nèi)，有場(chǎng)強(qiáng)E=12N/C，方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、方向垂直xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)質(zhì)量m=410-5kg，電量q=2.510-5C帶正電的微粒，在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn)求：（1）P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離；（2）帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間,例7如圖所示，一對(duì)豎直放置的平行金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，接在電壓為U的電源上，板間有一與電場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感強(qiáng)度為B，有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的油滴，從離平行板上端h高處由靜止開(kāi)始自由下落，由兩板正中央P點(diǎn)處進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)空間，油滴在P點(diǎn)所受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力恰好平衡， 最后油滴從一塊極板的邊緣D處 離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)空間求： （1）h=？ （2）油滴在D點(diǎn)時(shí)的速度大小？,如圖所示，在oxyz坐標(biāo)系所在的空間中，可能存在勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，也可能兩者都存在或都不存在。但如果兩者都存在，已知磁場(chǎng)平行于xy平面?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m帶正電q的點(diǎn)電荷沿x軸正方向射入此空間中，發(fā)現(xiàn)它做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)重力，試寫(xiě)出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布有幾種可能性。要求針對(duì)每一種可能性，都要說(shuō)出其中電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感強(qiáng)度的方向和大小，以及它們之間可能存在的關(guān)系。不要求推導(dǎo)和說(shuō)明理由。,,,,,,,,,,,,,,,,,