1、.年 級(jí)高三學(xué) 科物理版 本魯教版內(nèi)容標(biāo)題高三第一輪復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：磁場(chǎng)本章的知識(shí)點(diǎn)一描繪磁場(chǎng)的根本概念1. 磁場(chǎng)具有物質(zhì)性、方向性，最根本的性質(zhì)是對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)是由于電荷的運(yùn)動(dòng)。2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度是從力的角度描繪磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量，是矢量。定義式：B的方向與磁場(chǎng)的方向一致，即小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向。假設(shè)有數(shù)個(gè)磁場(chǎng)互相疊加，那么合磁場(chǎng)中某點(diǎn)的B應(yīng)根據(jù)矢量合成法那么來(lái)確定。3. 磁感線是用來(lái)形象描繪磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的一些假想曲線。幾種典型磁場(chǎng)的磁感線分布具有立體性和對(duì)稱性的特點(diǎn)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是平行等距的直線。4. 磁通量表

2、示穿過磁場(chǎng)中某一面積的磁感線條數(shù)。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直穿過面積S的磁通量為。二磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1. 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力也叫安培力，大小為。在應(yīng)用時(shí)要注意：B與l垂直；l是有效長(zhǎng)度；B并非一定為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但它應(yīng)該是l所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2. 安培力的方向由左手定那么斷定，安培力垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向決定的平面，B和I可以有任意的夾角。3. 安培力做功的本質(zhì)：起傳遞能量的作用，將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線，而磁場(chǎng)本身并不提供能量，這個(gè)特點(diǎn)與靜摩擦力做功相似。三磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1. 洛侖茲力大?。寒?dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，；當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)速度B時(shí)，F(xiàn)0。方向：由左手定那么斷定。當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷為負(fù)電荷時(shí)，相當(dāng)于

3、正電荷反向運(yùn)動(dòng)，仍可用安培力方向的判斷方法進(jìn)展判斷。特點(diǎn)：洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。2. 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)物理情景：帶電粒子以速度垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)。受力情況：只受洛侖茲力作用帶電粒子重力忽略不計(jì)。運(yùn)動(dòng)情況：帶電粒子在與B垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。洛侖茲力F提供向心力。圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，運(yùn)動(dòng)周期。四帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1. 復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存的場(chǎng)。2. 復(fù)合場(chǎng)中各種場(chǎng)的特點(diǎn)：電場(chǎng)力和重力做功與途徑無(wú)關(guān)。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。3. 處理復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的三個(gè)軟科學(xué)觀點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)：包括牛頓三大定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。動(dòng)量觀點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律。能量觀點(diǎn)：包括動(dòng)能定理和能量守

4、恒定律。對(duì)于單個(gè)物體的討論，宜用兩大定理。涉及時(shí)間優(yōu)先考慮動(dòng)量定理；涉及位移優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。對(duì)于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)的討論，那么優(yōu)先考慮兩大定律，涉及到加速度的力學(xué)問題必定用牛頓第二定律，必要時(shí)還要用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。本章的疑難點(diǎn)辨析1. 磁場(chǎng)和電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)磁體或電流周圍的一種特殊物質(zhì)電荷周圍的一種特殊物質(zhì)磁感應(yīng)強(qiáng)度稱試驗(yàn)電流元電場(chǎng)強(qiáng)度q稱為試驗(yàn)電荷磁場(chǎng)方向規(guī)定為小磁針N極受力方向電場(chǎng)方向規(guī)定為正電荷受力方向用磁感線可以形象化表示磁場(chǎng)分布磁感線為閉合曲線用電場(chǎng)線形象化表示電場(chǎng)分布電場(chǎng)線有頭有尾合磁場(chǎng)矢量和合電場(chǎng)矢量和磁通量表示垂直磁感線的平面面積2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E：磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E

5、物理意義描繪磁場(chǎng)的性質(zhì)描繪電場(chǎng)的性質(zhì)定義式BF/Il通電導(dǎo)線與B垂直EF/q場(chǎng)線的定義1. 閉合曲線2. 不相交3. 疏密表示B的大小4. 切線方向表示B的方向1. 不閉合2. 不相交3. 疏密表示E的大小4. 切線方向表示E的方向場(chǎng)的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度B等于各磁場(chǎng)的B的矢量和合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的矢量和單位1T1N/A·m，1T1Wb/m21N/C1V/m3. 洛侖茲力與電場(chǎng)力：洛侖茲力電場(chǎng)力作用對(duì)象運(yùn)動(dòng)電荷靜止或運(yùn)動(dòng)的電荷公式勻強(qiáng)磁場(chǎng)FEq方向與v垂直，與B垂直與場(chǎng)強(qiáng)E平行做功特點(diǎn)只改變速度方向，不改變速度的大小，不對(duì)電荷做功在同一等勢(shì)面上挪動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功在不同等勢(shì)面間

6、挪動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功實(shí)例比較帶電粒子以進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)：，等效環(huán)形電流：氫原子中電子受庫(kù)侖力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：，等效環(huán)形電流：本卷須知B0時(shí)，F(xiàn)0；F0時(shí)，B不一定為零電荷的正負(fù)E0時(shí)，F(xiàn)0；F0時(shí)，E0電荷的正負(fù)【典型例題】一磁通量的大小比較與磁通量的變化例題1. 如下圖，a、b為兩同心圓線圈，且線圈平面均垂直于條形磁鐵，a的半徑大于b，兩線圈中的磁通量較大的是線圈_。解析：b 部分學(xué)生由于對(duì)所有磁感線均通過磁鐵內(nèi)部形成閉合曲線理解不深，容易出錯(cuò)。例題2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向程度向右，一面積為S的線圈abcd如下圖放置，平面abcd與豎直面成角。將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180º角，

7、那么穿過線圈的磁通量的變化量為CA. 0B. 2BSC. 2BScosD. 2BSsin解析：部分學(xué)生由于不理解關(guān)于穿過一個(gè)面的磁通量正負(fù)的規(guī)定而出現(xiàn)錯(cuò)誤。二等效分析法在空間問題中的應(yīng)用例題3. 一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)圓線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都通過如下圖的電流時(shí)，那么從左向右看，線圈L1將CA. 不動(dòng)B. 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C. 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D. 向紙外平動(dòng)解析：此題可把L1、L2等效成兩個(gè)條形磁鐵，利用同名磁極相斥，異名磁極相吸，即可判斷出L1將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。三安培力作用下的平衡問題例題4. 一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd，

8、bc邊長(zhǎng)為l。線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線框平面垂直，在圖中垂直于紙面向里。線框中通以電流I，方向如下圖。開場(chǎng)時(shí)線框處于平衡狀態(tài)。令磁場(chǎng)反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B，線框到達(dá)新的平衡。在此過程中線框位移的大小_，方向_。解析：，向下。此題為靜力學(xué)與安培力綜合，把安培力看成靜力學(xué)中按性質(zhì)來(lái)命名的一個(gè)力進(jìn)展受力分析，是此題解答的根本思路。例題5. 如下圖，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為20cm，金屬棒MN質(zhì)量為10g，電阻R8，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向下，大小為0.8T，電源電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻為1。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，MN處于平衡狀態(tài)時(shí)變阻器R1多大？45º解析

9、：R17。此題考察的知識(shí)點(diǎn)有三個(gè)：安培力的大小和方向、閉合電路歐姆定律、物體受力平衡。關(guān)鍵在于畫出通電導(dǎo)線受力的平面圖。四洛侖茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng)有界磁場(chǎng)例題6. 如下圖，一束電子電量為e以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過磁場(chǎng)后速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角為30º，那么電子的質(zhì)量是_，穿過磁場(chǎng)的時(shí)間_。解析：。求解此題的關(guān)鍵是找出圓心位置，確定半徑。五洛侖茲力作用下的多解問題例題7. 如下圖，在某裝置中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于Oxy所在的紙面向外。某時(shí)刻在xl0，y0處，一質(zhì)子沿y軸的負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)；同一時(shí)刻，在xl0，y0處，一個(gè)粒子

10、進(jìn)入磁場(chǎng)，速度方向與磁場(chǎng)垂直。不考慮質(zhì)子與粒子的互相作用。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電量為e。假如質(zhì)子經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，它的速度為多大？假如粒子與質(zhì)子在坐標(biāo)原點(diǎn)相遇，粒子的速度應(yīng)為何值？方向如何？解析：；，方向有兩個(gè)，與x方向間夾角分別為、出現(xiàn)多解問題的因素是：帶電性質(zhì)的不明確；磁場(chǎng)方向的不明確；臨界狀態(tài)的不唯一；運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性。六復(fù)合場(chǎng)中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)不考慮帶電粒子重力的情況：例題8. 如下圖，在x軸上方有垂直于xy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的間隔 為L(zhǎng)

11、，求此粒子射出時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路程s重力不計(jì)。解析：；。求解此題的關(guān)鍵在于從分析帶電粒子受力情況、運(yùn)動(dòng)情況入手，判斷、描繪出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)圖景。考慮帶電粒子重力時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)：例9. 空間存在程度方向互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E10N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T，方向如下圖。有一個(gè)質(zhì)量m2.0×106kg、帶正電荷q2.0×106C的微粒在空間作直線運(yùn)動(dòng)，試求其速度的大小和方向g取10m/s2解析：v20m/s，與電場(chǎng)方向成60º角斜向上作勻速直線運(yùn)動(dòng)?？紤]帶電粒子重力時(shí)的圓周運(yùn)動(dòng)：例題10. 如下圖，在真空中同時(shí)存在著互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且電場(chǎng)

12、方向豎直向下，有甲、乙兩個(gè)帶電微粒，甲帶負(fù)電，電量為q1，恰好靜止于A點(diǎn)；乙也帶負(fù)電，電量為q2，正在過A點(diǎn)的豎直平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)中乙與甲發(fā)生碰撞并粘在一起，試分析它們以后的運(yùn)動(dòng)。解析：勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為七幾種近代物理實(shí)驗(yàn)裝置速度選擇器：如下圖，在正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，由qEqvB得，即經(jīng)過速度選擇器后的粒子，其質(zhì)量、電量、電性可能會(huì)有不同，但運(yùn)動(dòng)速度一樣，即均做勻速直線運(yùn)動(dòng)。速度選擇器常作為儀器的一個(gè)單元。質(zhì)譜儀：經(jīng)速度選擇器的各種帶電粒子，射入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B，不同電性、不同荷質(zhì)比的粒子就會(huì)沉積在不同的地方。例題11. 如下圖是質(zhì)譜儀工作原理圖。質(zhì)譜儀由離子源O、加速電場(chǎng)U、速度選擇器E和B1、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2和核乳膠片組成。試問：怎樣測(cè)定同位素荷質(zhì)比？怎樣用質(zhì)譜儀確定同位素種數(shù)和含量？解析：；由于不同荷質(zhì)比的同位素離子打在乳膠片上的位置不同，即d不同，根據(jù)膠片上譜線的條數(shù)就可確定同位素的種數(shù)，根據(jù)譜線的強(qiáng)弱可判斷出同位素含量的多少。例題12. 如下圖，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶等量同種電荷，質(zhì)量不等，其質(zhì)量關(guān)系為mambmcmd，以不等的速率vavbvcvd進(jìn)入速度選拔器后，有兩種離子從速度選拔器中射出，進(jìn)入B2磁場(chǎng)，由此可斷