【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件选修1-1 第二章打开电磁联系的大门章末分层突破

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2016-2017学年高中物理人教版选修1-1课件：第二章磁场本章整合

【例2】如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近。磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通过图中所示方向的电流后,判断线圈如何运动。
解析:方法一:可以把圆形线圈分成很多小段。每一小段可以看作一段直线电流。取其中的上下两小段分析,其截面图和受安培力的情况如图所示。根据其中心对称性可知:线圈所受安培力的合力水平向左。故线圈向磁铁运动。
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专题一专题二专题三专题四
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专题突破
专题二通电导体在安培力作用下的运动问题
解决判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动,关键是要清楚磁场分布。常用的解题方法有以下几种:电流元分析法、特殊位置分析法、等效分析法、推论分析法。
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专题突破
专题一专题二专题三专题四
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专题突破
专题一专题二专题三专题四
方法二:图中环形电流可等效为一个小磁针,如图1所示,所以磁铁和线圈相互吸引,线圈将向磁铁运动。我们还可以将图中的条形磁铁等效为环形电流,根据安培定则,其等效电流方向如图2所示,由同向平行电流相互吸引可知:磁铁和线圈相互吸引,线圈将向磁铁运动。
答案:向左运动
-8-本章整合ຫໍສະໝຸດ 知识网络专题突破专题一专题二专题三专题四
专题三仅在洛伦兹力作用下粒子的圆周运动
因为洛伦兹力F始终与速度v垂直,即F只改变速度方向而不改变速度的大小,所以运动电荷垂直于磁感线进入磁场仅受洛伦兹力作用时,一定做匀速圆周运动,可从下面两方面进行分析:
1.v、ω、T、F、r的分析方法:常用方程F向心=F洛进行讨论,
特别注意:(1)磁场中的许多题目是空间问题,所以要选择合适的剖面画出平面受力图。

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件选修1-1 第一章从富兰克林到库仑 1.3

【答案】 C
对电场线的理解分析这类题目时，要理解电场线的特点，并能应用其特点根据实际情况分析判断．
2．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图 134 为点电荷 a、b 所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是( )
图 134
A．a、b 为异种电荷，a 带电荷量大于 b 带电荷量 B．a、b 为异种电荷，a 带电荷量小于 b 带电荷量 C．a、b 为同种电荷，a 带电荷量大于 b 带电荷量 D．a、b 为同种电荷，a 带电荷量小于 b 带电荷量
【答案】 B
二、电场线的应用如图 133 所示为静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是( )
A．这个电场可能是负点电荷形成的 B．C 点处的场强为零，因为那里没有电场线 C．点电荷 q 在 A 点受到的电场力比在 B 点受到的电场力大 D．负电荷在 B 点时受到的电场力的方向沿 B 点切线方向【导析】 (1)由电场线的疏密程度可以判断电场强度的大小．
提示：设距点电荷 Q 为 r 外，场强为 E，在 r 处放一电荷 q，q 受到 Q 的电 kQq F kQ 场给它的力，且 F＝ r2 ，所以 E＝ q ＝ r2 ，即距点电荷 Q 为 r 处，电场强度 E kQ ＝ r2 .
一、对电场强度的理解电场强度是描述电场的力的性质的物理量． F F 1．E＝ q 是电场强度的定义式，适用于任何情况．虽然 E＝ q ，但 E 与 F 和 q 都无关，电场强度是由电场本身决定的量．电场中某点的场强是确定的，其大小、方向只与建立电场的本身(或场源电荷)有关，而与放入的试探电荷无关．
1．在电场中的某一点放入电量为 5.0×10 3.0×10
－4
－9
C 的点电荷，它受到的电场力为 )

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件选修3-1 第二章电场与示波器 2-4

2.两类典型问题一类是平行板电容器始终与电源两极相连保持电压 U 不变，另一类是电容器充电后与电源断开保持电量 Q 不变．
分析思路如下：
4．一个平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘的工具把电容器的两金属板拉开一些，这使( )
A．电容器中的电量增大 B．电容器的电容增加 C．电容器电压不变 D．电容器电压增加
Q 2．通过QU图像来理解C＝ U ，如图241所示，在QU图像中，电容是一条过原点的直线的斜率，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间 ΔQ 的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C＝ ΔU ，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所需增加(或减少)的电荷量．
εS 【提示】由 C＝4πkd，Q＝CU 可知，d 减小，C、Q 均增大．
探讨 2：若断开开关 S.两板间距离减小时，两板间的电压如何变化？
εS 【提示】断开开关 S 后，两板带电量不变，由 C＝4πkd，Q＝CU 可知，两板间的距离 d 减小，C 增大，U 变小．
[核心点击] Q εS 1．公式 C＝U和 C＝4πkd的比较
εS 4πkd 3．平行板电容器公式：C＝________.
[再判断] Q 1．根据C＝U，当电容器两端的电压增大时，电容减小．( × ) 2．将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小．( × ) 3．由两组铝片组成的可变电容器是通过改变正对面积来改变电容的．( √ )
[后思考] 如图 242，在研究平行板电容器的电容时，给电容器充上一定量的电荷，将电容器两极板靠近时，发现静电计的偏角减小，为什么会出现这样的现象？
Q 2．根据公式C＝ U ，能否说电容C与电容器所带的电荷量Q成正比，与两极板间的电势差U成反比？

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修1-1(课件)第二章磁场 2

【答案】 C
2．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是(
) 【导学号：33810090】
A．磁铁是磁场的唯一来源 B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止 C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其 N 极指向通电螺线管磁场的北极 D．两磁感线空隙处不存在磁场
【解析】由电流的磁效应可知电流也能产生磁场，选项 A 错；由磁感线的特性可知选项 B、D 错；由通电螺线管磁场的分布可知选项 C 正确．
图 229
【解析】
根据安培定则，可以确定(a)中电流方向垂直纸面向里，(b)中电
流的方向从下向上，(c)中电流方向是逆时针，(d)中磁感线的方向向下，(e)中磁感线方向向左，(f)中磁感线的方向向右．
【答案】见解析
1．判断电流磁场的磁感线的方向均使用安培定则，切记对不同电流安培定则内容不同，大拇指和四指弯曲的含义不同，一定要分别明确它们的指向意义． 2．判断环形电流、通电螺线管的磁场方向时，大拇指的指向为其内部的磁场方向．
A．电流流向由南向北时，其下方的小磁针 N 极偏向东边 B．电流流向由东向西时，其下方的小磁针 N 极偏向北边 C．电流流向由南向北时，其下方的小磁针 N 极偏向西边 D．电流流向由西向东时，其下方的小磁针 N 极偏向北边
【解析】
为使小磁针能产生明显的偏转，实验时应使电流流向沿南北方
向，选项 B、D 错误．当电流流向由南向北时，由安培定则判断其下方的磁场方向由东向西，故小磁针 N 极指向西边，选项 A 错误，选项 C 正确．
方向，不符合实际．因而不能相交．
2．通电螺线管的磁感线是怎样的？【提示】在通电螺线管外部是由 N 极到 S 极，在内部是从 S 极指向 N 极．
1．直线电流的磁场如图 224 所示：

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件选修3-1 第二章电场与示波器 2-2

若将该电荷从 M 移到 N，电场力做正功 WMN＝1.4×10
－8
J，
－
8 WMN 1.4×10 UMN＝ q ＝－9 V＝－7 V. －2×10
说明：应用 WAB＝qUAB 计算时，注意各物理量用正、负值代入．
【答案】 7 V 正
－7 V
6．在电场中把一个电荷量为 6×10－6C 的负电荷从 A 点移到 B 点，克服电场力做功 3×10 5J，再将电荷从 B 点移到 C 点，电场力做功 1.2×10 5J，求 A 与 B、
由动能定理，外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量，得
－5
电场力对物体做的功 W＝8.0×10 Uab＝1.0×104 V. 【答案】 B
J－6.0×10
－5
J＝2.0×10
－5
J．由 W＝qUab 得：
5．将一个电量为－2×10－9 C 的点电荷从电场中的 N 点移到 M 点，电势能增加了 1.4×10
[核心点击] WAB 1．公式 UAB＝ q 的理解 WAB (1)UAB＝ q 是电势差的定义式．UAB 决定于电场本身，与试探电荷 q 在电场中做功情况无关． WAB (2)UAB＝ q 中， WAB 为 q 从初位置 A 移动到末位置 B 静电力做的功， WAB 可为正值，也可为负值，q 为电荷所带电荷量，正电荷取正值，负电荷取负值． WAB (3)由 UAB＝ q 可以看出，UAB 在数值上等于单位正电荷由 A 点移到 B 点时电场力所做的功 WAB.
－4
)
J和9.95×10
－3
J
C．－1.50×10－4 J和9.65×10－3 J D．1.50×10－4 J和9.65×10－3 J
【解析】设小球下落的高度为h，则电场力做的功W1＝－qEh＝－1.5×10 J，电场力做负功，电势能增加，所以电势能增加1.5×10－4

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修1-1(课件)第二章磁场 4

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知识脉络
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洛伦兹力
[先填空] 1．定义磁场对运动电荷的力叫洛伦兹力． 2．洛伦兹力与安培力的关系通电导线受到的安培力，是导线中定向运动的电荷受到的洛伦兹力的
宏观表现．
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3．洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向遵循左手定则．即伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向；负电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反．
②洛伦兹力方向一定垂直于磁 ②正电荷受力方向与电场方向场方向以及电荷运动方向 ( 电一致，负电荷受力方向与电场荷运动方向与磁场方向不一定方向相反垂直)
做功情况
一定不做功
可能做正功，可能做负功，也可能不做功
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1．如图 241 所示，一细线悬吊小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直平面内摆动，C 点为小球运动的最低位置，则( ) 【导学号：33810110】
【答案】 BD
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1．电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力． 2．洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无必然联系．
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显像管的工作原理
[先填空] 1．在洛伦兹力演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，外加磁场以后，电子束的径迹变成圆形。磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径。 2．电视机显像管中电子束的偏转利用的就是运动电荷在磁场中受到
图 241
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如图 21 所示，环中电流方向由左向右，且 I1 ＝I2，则圆环中心 O 处的磁场是( A．最大，穿出纸面 B．最大，垂直穿入纸面 C．为零 D．无法确定 )
图 21
【解析】根据安培定则，上半圆环中电流 I1 在环内产生磁场垂直纸面向里；下半圆环中电流 I2 在环内产生的磁场垂直纸面向外；由于 O 对于 I1 和 I2 对称(距离相等)，故 I1 和 I2 在 O 处产生的磁场大小相等、方向相反，在 O 处相互抵消．
(4)磁感线的切线方向(曲线上某点的切线方向)表示该点的磁场方向．亦即静止的小磁针的 N 极在该点所指的方向．任何两条磁感线不会相交． (5)磁感线不是带电粒子在磁场中的运动轨迹． 2 ．安培定则：在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清 “因”和“果”的关系，在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”—— 电流方向，四指指“结果”——磁感线绕向；在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向．
【答案】 C
二、磁通量 1．磁通量是针对一个面而言的，与线圈匝数无关． 2．磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数．对于匀强磁场 Φ＝BS，其中 S 是垂直于磁场方向上的面积，若平面不与磁场方向垂直，则要求出它在垂直于磁场方向上的投影面积，不能用上式计算．
3．磁通量是标量，其正负不表示大小，只表示与规定正方向相同或相反．若磁感线沿相反方向通过同一平面，且正向磁感线条数为 Φ1，反向磁感线条数为 Φ2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即 Φ＝Φ1 －Φ2. 4．磁感应强度越强，穿过某一面积磁感线的条数越多，磁通量就越大；反之就越小．判断磁通量的变化，一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判断的．
一、磁感线与安培定则 1．对磁感线的理解要点 (1)磁感线是假想的，用来对磁场进行直观描述的曲线．它并不是客观存在的． (2)磁感线是封闭曲线．在磁体的外部由 N 极到 S 极．在磁体的内部由 S 极到 N 极． (3)磁感线的疏密表示磁场的强弱．某点附近磁感线较密，表示该点的磁场较强，反之较弱．
巩固层 · 知识整合
章末分层突破
提升层 · 能力强化
[ 自我校对] ①直线 ②环形 ③安培 ④相交 ⑤பைடு நூலகம்断 ⑥闭合
F ⑦Il ⑧有效 ⑨左 ⑩BIl ⑪0 ⑫左
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如图 22 所示，一夹角为 45° 的三角形，以水平向右、大小为 1 m/s 的速度进入一个匀强磁场，磁感应强度为 B＝0.1 T，求 4 s 后通过三角形的磁通量．(设三角形足够大) 【导学号：22940021】
【解析】计算磁通量时磁感应强度应乘以有磁场通
图 22
1 过的有效面积 S＝2(v· t)2. 1 2 1 2 2 所以 Φ＝B· ( v t ) ＝＝ 0.1 × × 1 × 4 Wb 2 2 ＝0.8 Wb. 【答案】 0.8 Wb

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件 选修1-1 第二章 打开电磁联系的大门 章末分层突破

2016-2017学年高中物理人教版选修1-1课件：第二章 磁场 本章整合

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【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修1-1(课件)第二章 磁场 2

【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件 选修3-1 第二章 电场与示波器 2-2