2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：第3章 第3节 探究安培力(35张ppt)
答案：左手
垂直 四指
拇指
2．磁感应强度 (1)物理意义：描述________的物理量． (2)方向：小磁针静止时________所指的方向规定为 该点的磁感应强度的方向，简称为________． (3)定义式：B＝F/IL.
(4)单位：特斯拉，简称特(T)．
注意：磁感应强度反映磁场本身的特征，其值决定于 磁场．其值与放入的检验电流的电流大小、导线长度、摆 放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等 均无关系． 答案：(1)磁场强弱 (2)N极 磁场方向
下列说法正确的是(
)
A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把 一小段通电导线放在该点，受到的磁场力F与该导线的长 L、通过的电流I乘积的比值，即B＝F/IL B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的 磁感应强度一定为零 C．磁感应强度B＝ F/IL 只是定义式，它的大小取 决于场源以及导线在磁场中的位置，与F、I、L以及通电 导线在磁场中的方向无关 D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
注意：公式Φ＝BS中的B应是匀强磁场的磁感应强度， S是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为Φ＝BS⊥.如果 平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到与磁场垂直的方 向上，求出投影面积S⊥，代入到Φ＝BS⊥中计算，应避免 硬套公式Φ＝BSsinθ或Φ＝BScosθ. (3)单位 在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦 符号：Wb 1 Wb＝1 T· m2.
向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导
线受力的大小和方向无关 答案：D
二．安培力的特点与左手定则 题型1：已知通电导线的长度L，电流I的大小和 方向、磁感应强度B的大小和方向，请指出安培力的大 小和方向． 题型2：已知磁感应强度B的方向和安培力的方向， 请判断出电流的方向．
练习 5．由下列图示的已知量，判断电流或安培力的方向。
答案：(1)作用力 (2)①F＝BIL
ห้องสมุดไป่ตู้
F＝BIL sinθ BIL
0
②弯曲导线的有效长度L，等于两端点所连直线的长 度，相应的电流方向沿L由________(如图(1)所示)；任意形 状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场 中，受到的安培力的矢量和________．(如图(2)所示)．
练习 3．关于安培力、磁感应强度的有关说法，正确的 ) A．通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场 B．将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不 同位置，受安培力一定相同 C．磁感线指向磁感应强度减小的方向 D．以上说法都不正确
是(
解析：由F＝BILsin θ，当I∥B时，F＝0，此时通 电导线不受磁场力，但导线处有磁场，故A错；如果I、 L相同，放在同一匀强磁场中因放置角度不同，安培力 也可能不同，故B不对；在匀强磁场中沿磁感线方向磁 感应强度不变，故C错，正确答案为D. 答案：D
解析：根据磁感应强度的定义，通电导线应为 “在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个 方向导线所受磁场力才最大，本题选项A未注明导线放 置的方向，所以是错误的，通电导线若放置方向与电流 平行时，也不受磁场力作用，所以选项B也是错误的， 在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度 (含大小和方向)都是唯一确定的，与放入该点的检验电 流的大小，方向等无关，选项C正确，根据左手定则， 磁场力方向与磁感应强度的方向垂直，选项D错误． 答案：C
答案：右 右
练习 1．如下图所示，分别标出了磁场方向和电流方向， 试标出导线受力方向．
答案：略
将长为1 m的导线ac，从中点b折成如图所 示形状，放入B＝0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场 垂直，若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所 受安培力大小为F，求F.
解析：折线 abc 受力等效于 a 和 c 连线受力， 由几何知识可知 3 a c ＝ m， 2 3 F＝BILsinθ＝0.08×25× ×sin90°N＝ 3 N 2 答案： 3 N 点评：有时用等效长度求安培力比较方便．
练习 4．如右图所示，竖直通电直导线旁有一圆线圈， 其平面与直导线在同一平面内．当圆线圈逐渐远离直 导线时，穿过圆线圈平面的磁通量将 ( B ) A．不变 B．减少 C．增多 D．前三者均不正确
一．磁感应强度的概念及磁感线的应用 下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是
(
)
A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方
答案：①标量 ②磁感线的条数的多少
考点一
安培力方向的判断及大小的计算
(1)用左手定则判断．若磁感应强度方向与电流 方向不垂直，可将磁感应强度B分解为与电流垂直分 量和平行分量． (2)利用电流元分析法，要在合适的位置选取电 流元．
如图所示，通电直导线 A与圆形通电导线环B固定放置在同一 水平面上，通有如下图所示的电流时， 通电直导线A受到水平向________的安 培力作用，当A、B中电流大小保持不 变，但同时改变方向时，通电直导线A 所受的安培力方向水平向________ 解析：利用安培定则先判定出B产生的磁场(磁感线) 情况，再利用左手定则判定直导线A受到的安培力水平向 右；当A、B中电流同时改变方向时，通电直导线A受到的 安培力方向仍水平向右．分析方法上，也可采用靠近部 分电流“同向相吸，反向排斥”来判断，结果相同．
点评：在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才 能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系．
练习 6．如右图所示，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，在磁场力作用下铜棒被平抛出去， 下落h后落在水平面上，水平位移为s.求闭合电键后通过铜 棒的电荷量Q.
(4)磁通密度：由Φ＝BS得B＝，B叫做磁通密度．
单位：Wb/m2，单位关系：1 T＝1 Wb/m2＝1 N(A· m)
注意：①磁通量是________，但有正，负；当磁感 线从某一平面穿入时，若规定Φ为正值，则磁感线从另 一面穿入时，Φ为负值． ②磁通量是表示穿过某平面的________________， 在今后的应用中往往会根据穿过平面的净磁感线条数的 多少来定性判断穿过该面的Φ的大小．
解析：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向 右的冲量FΔt＝mv0而被平抛出去，其中F＝BIL，而瞬时电 流和时间的乘积等于电荷量Q＝IΔt，由平抛规律可算铜棒 离开导线框时的初速度
s v0＝ ＝s t
g ， 2h ms 最终可得 Q＝ BL ms g 答案： BL 2h
g . 2h
祝
您
练习
2．一根长0.2 m、通有2.0 A电流的通电直导线， 放在磁感强度为0.50 T的匀强磁场中，受到安培力大小 不可能是 ( D )
A．0 N C．0.20 N B．0.10 N D．0.40 N
考点二
磁感应强度
磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，是采用 比值的方法来定义的，该公式是定义式而不是决定式， 磁场中各处的B值是唯一确定的，与放入该点的检验电流 的大小、方向等无关，实验表明：磁场力方向是与磁场 方向垂直的，这一点磁场与电场是不一样的．
总结：利用左手定则判断安培力方向后应该检查一下F 是否垂直B和I确定的平面． 答案：略
3．安培力大小的计算 F＝BLI sinα(α为B、L间的夹角)，高中只要求掌握α＝ 0(不受安培力)和α＝90°两种情况． 如下图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨 宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也为L，质量为m，水平 放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．
3．匀强磁场 在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度 ________都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场．在匀 强磁场中，磁感线是________的直线． 4．磁通量 (1)定义：磁感应强度B与__________________的乘 积叫做穿过这个面的磁通量． （2）定义式： Φ＝BS 答案：3．大小和方向 一组平行且等距 4．(1)垂直于磁场方向的面积S
磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过线框平 面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过
线框平面的磁通量变化为________．
解析： 在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝ BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向 下看的俯视图，如右图所示Φ＝BS⊥＝BS· cos60°.转过90° 时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过 180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变 了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS 答案：BS 1/2BS 0 2BS
③公式的适用条件：________ 答案：②始端流向末端 一定为零 ③匀强磁场
(3)方向判定： 用左手定则判定：伸开________，使大拇指跟其余 四个手指________，并且都跟手掌在一个平面内，把手 放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使________指 向电流的方向，那么，________所指方向就是通电导线 在磁场中所受的安培力的方向．
求：(1)B至少多大？这时B的方向如何？ (2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把 回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
解析：(1)画出金属杆的截面图．由三角形定则可知，只 有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最 小．根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足： BI1L＝mgsinα， B＝mgsinα/I1L. (2)当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水 平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcosα＝mgsinα，I2＝ I1/cosα. 答案：(1)mgsinα/I1L 垂直于导轨平面向上 (2)I1/cosα
磁场
第三节
探究安培力
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：第3章 第2节 认识磁场(39张ppt)
A．向左偏转
B．向右偏转
C．不会偏转
D．向上或向下偏转
2．用磁感线描述：每一点的切线方向都与该点的磁场 方向一致，磁感线较密集的地方磁场较强． 练习 7．如图所示是某磁场磁感线的分布，由图可知关于A、 B两点的磁场方向的说法中正确的是( BD ) A．A处的磁场比B处的强 B．A处的磁场比B处的弱
D．磁感线上某点处的切线方向是小磁针静止时N极 的指向，是通电导线在此处受力的方向
解析：磁感线是人们为了形象描绘磁场而引入的一种 假想的线，答案A错；描绘磁场的磁感线是封闭的曲线， 答案B正确；磁感线没有起点，也没有终点，答案C错；磁 感线上某点处的切线方向是小磁针静止时N极的指向，但
不是通电导线在此处受力的方向，选项D错，本题的正确
(3)磁感线不能相交，也不能相切．
(4)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存 在．通过磁场中的任意一点总能而且只能画出一条磁感线．
(5)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线． (6)在通电螺线管的外部，磁感线的方向是从北极出，进 入南极；在内部，磁感线的方向是从南极指向北极。 3．磁感线与电场线的比较
磁感线 形象化表示磁场的方法
电场线 形象化表示电场的方法
线上各点的切线方向即该点 线上各点的切线方向即该 的磁场方向 点的电场方向 线的疏密反映磁场的强弱 线的疏密反映电场的强弱 磁感线是闭合曲线，但不相 电场线不闭合，也不相交 交
练习 2．关于磁感线，以下说法正确的是( )
A．磁感线是磁场中客观存在的一些有方向的曲线 B．磁感线都是封闭的曲线 C．磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极
考点四
安培定则——用来确定通电导线周围磁场方向
1．通电直导线周围磁场：用右手握住导线，让伸直的大 拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向．(如下图) 2．环形电流产生的磁场：让右手弯曲的四指和环形电流 的方向一致，那么，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中 心轴线上的磁感线的方向．(如下图)
2011高二物理：3.3_探究安培力_课件(粤教版选修3-1)
二、安培力的大小 1．实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导 ．实验表明：把一段通电直导线放在磁场里， 线方向与磁场方向____时 线方向与磁场方向 垂直 时，导线所受到的安培力最 当导线方向与磁场方向____时 大；当导线方向与磁场方向 一致 时，导线所受到的 安培力等于零；当导线方向与磁场方向斜交时， 安培力等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，所 受到的安培力介于_______和 之间 受到的安培力介于 最大值 和__之间． 零 之间． 2．磁感应强度 ． (1)定义：当通电导线与磁场方向垂直 时，通电导线 定义： 定义 当通电导线与磁场方向____时 所受的安培力F跟 电流 和 所受的安培力 跟_____和_________的乘积 的 电流I 导线长度 的乘积 比值 导线长度L 的乘积IL的 ____叫做磁感应强度． 叫做磁感应强度． 叫做磁感应强度
1．磁场对电流的作用力称为_______ ．磁场对电流的作用力称为 安培力． 安培力． 2．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直， ．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直， 并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场中让磁感 并且都跟手掌在同一平面内， 线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向__________， 线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向 电流的方向 ， 那么， 大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所 那么，_______所指的方向就是通电导线在磁场中所 受安培力的方向． 受安培力的方向．
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 3．如图 －3－6所示，在匀强磁场中放有下列各 所示， ．如图3－ － 所示 种形状的通电导线，通入导线的电流为I， 种形状的通电导线，通入导线的电流为 ，磁感应 强度为B，求各导线所受到的安培力． 强度为 ，求各导线所受到的安培力．
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-3同步课件：第2章第1节晶体和非晶体
第一节 晶体和非晶体
1．能从外形、物理性质等方面区别晶体与非晶体． 2．能区别单晶体和多晶体． 3．能列举一些生产、生活中常见的晶体和非晶体．
晶体是最常见的固体．在生活中常见的固体里，你能 列举出一些晶体和非晶体吗？你认为晶体和非晶体各有什么 特点？
1．固体可以分成_晶__体_和非__晶__体__两类．晶体本身又分为
答案：D
课堂训练
2．（双选）关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是 ()
A．晶体和非晶体都有固定的熔点 B．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点 C．所有晶体都是各向异性的 D．多晶体没有确定的几何形状
解析：晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点， B正确；晶体中的单晶体各向异性，多晶体各向同性，C错误； 单晶体有确定的几何形状，而多晶体和非晶体均无确定的几 何形状，D正确．
答案：B
课堂训练
1．把某薄片一面涂上一层石蜡，然后用烧热的钢针接 触它的反面，熔化了的石蜡呈椭圆形，那么，这薄片是 ()
A．非晶体
B．多晶体
C．单晶体
D．无法判定
解析：熔化了的石蜡呈椭圆形，说明该薄片的导热性 能具有各向异性，故该薄片一定是单晶体．
答案：C
非晶体 1．非晶体．
外形不规则，具有各向同性，没有一定的熔点的固体 物质称为非晶体．
解析：单晶体有天然的几何形状而多晶体没有．所以选 项A不正确；金属是多晶体，多晶体的物理性质表现为各向 同性，所以选项B不对；化学成分相同的物质，若能形成几 种空间点阵结构，就能生成几种晶体，例如碳能生成晶体石 墨和金刚石，磷能生成白磷、红磷等，所以选项C不对；晶 体分子的有序排列，使得晶体沿不同方向的分子数不同，其 物理性质表现出各向异性，所以选项D正确．
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：第3章 第4节 安培力的应用(32张ppt)
解析：本题可用下面两种方法解答
(1)电流元受力分析法：把直线电流CD等效为CO、 DO两段电流元，AB电流的磁感线分布如图所示，用左手 定则判定可知导线CD将逆时针转动． (2)特殊值分析法：将导线CD转过90°的特殊位置， 两直线电流相互平行，方向相同相互吸引，可见CD将靠 近AB，所以导线CD逆时针方向转动，同时要靠近导线AB. 因此正确答案是D. 答案：D
解析： 通入1 A电流时，线圈长边一侧受到的最大 安培力 F1＝nI1lB＝20×1×0.05×0.5 N＝0.5 N 通入2 A电流时，受到的最大安培力是 F2＝nI2lB＝20×2×0.05×0.5＝1 N. 答案：0.5 N 1N
练习
2．为了保证直流电动机朝一个方向转动，能 自动完成这一任务的是( D )
(2)原理：发射轨道处在很强的磁场中，当通过导 强大电流通过炮弹支架时，炮弹将受到很大的安 轨的 ________ 培力而迅速加速，并以某一速度飞出．
2．在安培力作用下的转动——直流电动机
(1)基本结构 如图所示为直流电动机模型图． 它由定子和转子两部分组成
①定子：主要部分是________ ②转子：由________(线圈)、________(两个铜半环)和 ________组成． (2)工作原理 直流电动机是利用________在________受力转动的原理 制成的．它把________能转化为________能．给矩形线圈通 电后，线圈便在磁力矩作用下绕轴转动． (3)直流电动机的起动力矩大，容易调整，广泛应用在 电车、电力机车、矿井提升机等起重设备中． 答案：(1)①磁极 ②电枢绕组 (2)线圈 磁场中 电 换向器 机械 转轴
A．继电阻 B．电刷
C．变阻器
D．换向器
考点三
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-3同步课件：第3章 第3节 能量守恒定律（41张ppt）
5．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这过程 中( )
A．汽车的机械能守恒 B．汽车的动能和势能相互转化 C．机械能转化为内能，总能量守恒 D．机械能和内能之间没有转化
解析：汽车沿斜坡匀速下滑，重力热能减小，动能不 变，总的机械能减小不守恒，因摩擦力做负功，减小的机械 能转化为内能，A、B、D错误，根据能量守恒定律可知C正 确．
10．如图所示，一颗质量为m＝10 g的子弹以水平速度 v0＝200 m/s击穿一个静止的沙袋后，速度减小为v＝100 m/s， 沙袋被击穿后，上升的最大高度为h＝0.2 m．取g＝10 m/s2. 求：
(1)沙袋的质量M； (2)这一过程中系统的内能增加了多少？
解析：(1)子弹与沙袋水平方向上系统外力为零，根据动 量守恒定律得
ห้องสมุดไป่ตู้答案：D
课堂训练
1．假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的 电冰箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长的时间 后再遥控断开电源，等室内各处温度达到平衡时，室内气温 与接通电源前相比( )
A．一定升高 B．一定降低 C．一定不变 D．可能升高，可能降低，也可能不变
解析：冰箱工作时，要给它输送电能，据能量守恒定律， 消耗的电能，通过冰箱转化密封绝热的室内系统的内能，绝 热的室内系统的内能比通电前大，温度升高， A正确．
答案：D
3．第一类永动机是不可能制成的，这是因为它( ) A．不符合机械能守恒定律 B．违背了能的转化和守恒定律 C．做功时机械能无法转化为其它形式的能量 D．找不到合适的材料和合理的设计方案
解析：第一类永动机是以前人们幻想的一种不需要任何 动力或燃料却能不断对外做功的机器．它违背了能量守恒定 律，是不可能制成的，B正确．
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-5同步课件：第1章 第3节 动量守恒定律在碰撞中的应用
2×
解析：以A、B为系统，系统所受合外力为零，A、B组成的 系统动量守恒，即pA′＋pB′＝pA＋pB＝9 kg·m/s＋3 kg·m/s＝ 12 kg·m/s，故先排除D项．
A、B碰撞前的动能应大于或等于碰撞后的动能，即：
EkA＋EkB≥EkA′＋EkB′，
EkA＋EkB＝
pA2 2m
pB2 2m
即此时物块的速度方向沿正方向，故物块做加速运动．
答案：A
分方向的动量守恒
如果相互作用的物体所受到外力之和不为零，外力也不远 小于内力，系统总动量就不守恒，也不能近似认为守恒，但是， 只要在某一方向上合外力的分量为零，或者某一方向上的外力 远小于内力，那么在这一方向上系统的动量守恒或近似守恒．
小型迫击炮在总质量为1 000 kg的船上发射，炮弹 的质量为2 kg.若炮弹飞离炮口时相对于地面的速度为600 m/s， 且速度跟水平面成45°角，求发射炮弹后小船后退的速度．
解析：取炮弹和小船组成的系统为研究对象，在发射炮弹 的过程中，炮弹和炮身(炮和船视为固定在一起)的作用力为内 力．系统受到的外力有炮弹和船的重力、水对船的浮力．大 于重力．因此，在垂直方向上，系统所受到的合外力不为零， 但在水平方向上系统不受外力(不计水的阻力)，故在该方向上动 量守恒．
A．做加速运动 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都有可能
解析：薄板足够长，则最终物块和薄板达到共同速度v′， 由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)
Mv－mv＝(M＋m)v′. 则v′＝ MMv－ ＋mmv＝3×43－ ＋11×4 m/s＝2 m/s. 共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相同．
相互作用的几个物体，在极短的时间内它们的运动状态发 生显著变化，这个过程就可称为碰撞．
【创新设计】高二物理粤教版选修3-1课件3.1-3.2 我们周围的磁现象 认识磁场
第三章 磁 场
3.1-3.2 我们周围的磁现象 认识磁场
目标定位
1
了解磁现象，磁性材料；知道地磁场的分布、变化及对人 类生活的影响
2
知道磁场的概念，明确磁体之间、磁体与通电导体之间、 通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的
3 知道磁感线的定义，记住几种特殊磁场的磁感线分布，学会
课堂讲义
【例 1】如图 3-1、2-3 所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点 上，那么小磁针的 N 极将(
D
)
图 313 A．指北 C．竖直向上 B．指南 D．竖直向下
课堂讲义
二、磁场及其方向
1．磁场：磁体的周围和电流的周围存在磁场。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，但却是一种客观存在的物质。 2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用． 3．磁场的产生：(1)磁体周围有磁场；(2)电流周围有磁场． 【例2】 下列关于磁场的说法中，正确的是 （ A ） A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定 的 C、磁极与磁极间是直接发生作用的 D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作 用时才产生
只有在赤道附近地磁场的方向和 地面才平行 地磁场方向在北半球斜向下方， 南半球斜向上方 小磁针静止时，南极应指向地磁 场的北极
D
)
A．①②④ B．②③④ C．①⑤ D．②③
对点练习
2．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的， 军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体． 当军舰接近磁性水雷 时，就会引起水雷的爆炸，其依据是 A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律 C．电荷间的相互作用规律 D．磁场对电流的作用原理 (
粤教版高中物理选修3-1课件章末整合2
配粤教版 物理 选修3-1 【例2】如图2－3所示电路中，电阻R1＝9Ω，R2＝15Ω，电 源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω.求：
图2－3
配粤教版 物理 选修3-1
(1)当电流表示数为0.4A时，变阻箱R3的阻值多大？ (2)当R3阻值多大时，它消耗的电功率最大？ (3)当R3阻值多大时，电源的输出功率最大？
配粤教版 物理 选修3-1
2．“串反并同”法：所谓串反，即某一电阻增大时，与它串联 或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小，反 之亦然．所谓“并同”，即某一电阻增大，与它并联或间接并联 的电阻中的电流、电压、电功率将增大，反之亦然．
配粤教版 物理 选修3-1
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配粤教版 物理 选修3-1 【例1】如图2－1所示电路中，当S闭合后，滑动变阻器的滑 片P在如图所示位置时，小灯泡L1、L2、L3、L4的亮度均相同 ．若将滑片P向左移动，则各灯泡的亮度变化情况是( )
配粤教版 物理 选修3-1
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配粤教版 物理 选修3-1
配粤教版 物理 选修3-1
No Image
答案：(1)30Ω (2)6Ω (3)0
配粤教版 物理 选修3-1
含容电路问题
电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、 放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电 容器的电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想 的、不漏电的情况)的元件，在电容器处的电路可看作是断路 ，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带的电荷量时 ，可在相应的位置补上．分析和计算含有电容器的直流电路时 ，需注意以下几点：
配粤教版 物理 选修3-1
(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线．其中包含电路的选择，电流 表的内外接问题，滑动变阻器的分压限流问题． (3)伏安法测定电源的电动势和内电阻．注意根据实验误差的 来源判断选择电路．在进行数据处理时注意图象的物理意义和 图象的变形应用．
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-2同步课件：第1章 第3节 探究感应电流的方向
a．阻碍原磁通量的变化：增反减同．
b．阻碍物体间的相对运动：有的人把它称为“来拒去 留”．
c．增缩减扩：磁通量增大，面积有收缩的趋势，磁通量 减小，面积有扩大的趋势．
d．阻碍原电流的变化(自感)．(第七节学习)
4．应用楞次定律的步骤
a．明确原来的磁场方向
b．判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少
A．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
C．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
D．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
解析：t1～t2时间内，B中的电流为顺时针增大，由增
反减同，A中的感应电流要与B中的电流相反，A中的电流
为逆时针，由增缩减扩，A的面积有收缩的趋势． 答案：D
解析：若A带正电，则A环中有顺时针方向的电流，则 原磁场垂直A环向里，而感应电流的磁场方向垂直B环向外，
由增反减同，说明原磁场在增加，转速在增大；若A环带负电，
则A环中有逆时针方向的电流，则原磁场垂直A环向外，而感 应电流的磁场方向垂直B环向外，说明原磁场在减小，原电流 在减小，转速减小． 答案： BC
3．楞次定律的本质
(1)楞次定律中的“阻碍”作用，也是能的转化和守恒定 律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转化为 电能这是理解楞次定律的另一种表述． (2)从能的转化和守恒定律本质上分析，楞次定律可广义 地表述为：感应电流的“效果”总要反抗(或阻碍)引起感应电 流的“原因”．表现形式有四种：
电磁感应
第三节
探究感应电流的方向
1．理解楞次定律的内容，理解楞次定律中“阻碍”二
字的含义，能初步应用楞次定律判定感应电流的方向；
2．知道右手定则，并能用右手定则判断导线切割磁感
(粤教版)高中物理【选修3-1】第3章《磁场》章末知识整合课时检测及答案
【金版新学案】2014-2015学年高中物理第3章磁场章末知识整合课时检测粤教版选修3-1专题一磁场对电流的作用1．+公式F＝BIL中L为导线的有效长度．2．安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心．3．安培力做功：做功的结果将电能转化成其他形式的能．4．分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤．①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况．②用左手定则确定各段通电导线所受安培力．③据初速度方向结合牛顿定律确定导体运动情况．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．当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B大小的变化，正确的说法是( )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先减小后增大 D．先增大后减小解析：根据外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针至水平向左的条件，受力分析，再根据力的平行四边形定则作出力的合成变化图，由此可得B大小的变化情况是先减小后增大．答案：C练习1．如右图所示，一根长度为L的均匀金属杆用两根劲度系数为k的轻弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当金属棒中通有由左向右的电流I时，两根轻弹簧比原长缩短Δx后金属杆平衡，保持电流大小不变，方向相反流过金属杆时，两弹簧伸长Δx后金属杆平衡，求匀强磁场的磁感应强度B 为多大？解析：根据安培力和力的平衡条件有(设棒的重力为mg)： 当电流方向由左向右时：BIL ＝2k Δx ＋mg ， 当电流方向由右向左时：BIL ＋mg ＝2k Δx ， 将重力mg 消去得：B ＝2k ΔxIL .答案：B ＝2k ΔxIL2．如图所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.40 m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B ＝0.50 T 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E ＝4.5 V 、内阻r ＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m ＝0.040 kg 的导体棒ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R ＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g 取210 /m s .已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力大小； (3)导体棒受到的摩擦力．解析：(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I＝ER＋r ＝1.5 A(2)导体棒受到的安培力：F安＝BIL＝0.30 N(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1＝mgsin 37°＝0.24 N，由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f；根据共点力平衡条件mgsin 37°＋f＝F安，解得：f＝0.06 N.答案：(1)I＝1.5 A (2)F安＝0.30 N(3)f＝0.06 N专题二磁场对运动电荷的作用1．带电粒子在无界匀强磁场中的运动：完整的圆周运动．2．带电粒子在有界匀强磁场中的运动：部分圆周运动(偏转)．解题一般思路和步骤：①利用辅助线确定圆心．②利用几何关系确定和计算轨道半径．③利用有关公式列方程求解．如图所示，在x轴的上方(y＞0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角，若粒子的质量为m，电量为q，求：(1)该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径．(2)粒子在磁场中运动的时间．解析：先作圆O′，根据题目条件过O作直线L即x轴，交圆O′于O″，即可得到粒子进入磁场的运动轨迹：过入射点O沿逆时针再经O″出射．再分别过O、O″作垂线交于O′，既为粒子作圆周运动轨迹的圆心．如图(a)这样作出的图既准确又标准，且易判断粒子做圆周运动的圆心角为270°.(1)粒子轨迹如图(b)．粒子进入磁场在洛伦兹力的作用下做圆周运动：qvB ＝m2v r，r ＝mvqB.(2)粒子运动周期：T ＝2πr v ＝2πm qB ，粒子做圆周运动的圆心角为270°，所以t ＝34T ＝3πm2qB.答案：(1)mv qB (2)3πm2qB3．(2013·广东)(双选)两个初速度大小相同的同种离子a 和b ，从O 点沿垂直磁场方向进人匀强磁场，最后打到屏P 上．不计重力，下列说法正确的有( )A ．a 、b 均带正电B ．a 在磁场中飞行的时间比b 的短C ．a 在磁场中飞行的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近解析：a 、b 粒子的运动轨迹如图所示：粒子a 、b 都向下由左手定则可知，a 、b 均带正电，故A 正确；由r ＝mvqB 可知，两粒子半径相等，根据上图中两粒子运动轨迹可知a 粒子运动轨迹长度大于b 粒子运动轨迹长度，运动时间a 在磁场中飞行的时间比b 的长，故B 、C 错误；根据运动轨迹可知，在P 上的落点与O 点的距离a 比b 的近，故D 正确．故选AD.答案：AD 练习4．如图所示，分布在半径为r 的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．电量为q 、质量为m 的带正电的粒子从磁场边缘A 点沿圆的半径AO 方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角．试求：(1)粒子做圆周运动的半径； (2)粒子的入射速度；(3)若保持粒子的速率不变，从A 点入射时速度的方向顺时针转过60°角，粒子在磁场中运动的时间．解析：(1)设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径为R ，如图所示 ∠OO′A ＝ 30°由图可知，圆运动的半径R ＝ O′A ＝ 3r ；(2)根据牛顿运动定律， 有：Bqv ＝m v 2R 有：R ＝ mv qB ，故粒子的入射速度 v ＝3rqBm(3)当带电粒子入射方向转过60°角，如图所示，在△OAO 1中，OA ＝ r ，O 1A ＝ 3r ，∠O 1AO ＝30°，由几何关系可得，O 1O ＝r ，∠AO 1E ＝60°设带电粒子在磁场中运动所用时间为t ，由： v ＝2πR T ，R ＝mvBq有：T ＝ 2πR Bq 解出：t ＝ T 6＝πm 3qB答案：见解析☞规律小结： (1) 直线边界(进出磁场具有对称性，如图)(2)平行边界(存在临界条件，如图)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图)专题三带电粒子在复合场中的运动1．复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中两场共存．2．组合场：电场和磁场各位于一定得区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现．3．三种场的比较4.复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般考虑其重力． (2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理比较正规，也比较简单． (3)不能直接判断是否要考虑重力的，在受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力．5．带电粒子在复合场中运动的应用实例 (1)速度选择器①平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器．②带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是：qvB ＝qE 即v ＝E B .(2)磁流体发电机①磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能． ②根据左手定则，右图可知B 是发电机的正极．③磁流体发电机两极间的距离为L ，等离子体的速度为v ，磁场的磁感应强度为B ，则两极板间能达到的最大电势差U ＝BLv.④外电阻R 中的电流可由闭合电路欧姆定律求出． (3)电磁流量计工作原理：如图所示，圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定，即qvB ＝qE ＝q U d ，所以v ＝UBd 因此液体流量：即Q ＝Sv ＝24d ，U Bd ＝πdU4B(4) 霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这种现象成为霍尔电势差，其原理如图所示．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B ．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D ．污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关解析：由左手定则可判断，前表面聚集负电荷，比后表面电势低，且当时，电荷不再偏转，电压表示数恒定，与污水中的离子的多少无关，A 、B 、C 均错误；由Q ＝v·1·bc 可得Q ＝UcB .可见，Q 与U 成正比，与a 、b 无关，D 正确． 答案：D 练习5．半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )A.023r v πB.03rvC. 03rv πD.03r v解析：由∠AOB＝120°可知，弧AB 所对圆心角θ＝60°，故t ＝16T ＝πm3qm ，但题中已知条件不够，没有此项选择，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t ＝L ABv 0，从图中分析有R＝3r ，则AB 弧长L AB ＝R·θ＝3r×π3＝33πr ，则t ＝L AB v 0＝3πr3v 0，D 项正确．答案：D6．如下图，在平面直角坐标系xOy 内，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON 为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，从y 轴正半轴上y ＝ h 处的M 点，以速度v0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上x ＝ 2h 处的P 点进入磁场，最后以垂直于y 轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：(1)电场强度的大小E.(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r.(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.解析：粒子的运动轨迹如下图所示(1)设粒子在电场中运动的时间为t 1，x 、y 方向： 2h ＝v 0t 1，h ＝12at 2根据牛顿第二定律Eq ＝ma 求出E ＝mv 22qh(2)根据动能定理Eqh ＝12mv 2－12mv 2设粒子进入磁场时速度为v ，根据Bqv ＝m v2rr ＝2mv 0Bq(3)粒子在电场中运动的时间t 1＝2hv 0粒子在磁场中运动的周期 T ＝2πr v ＝2πm Bq设粒子在磁场中运动的时间为t 2＝38T求出t ＝t 1＋t 2＝2h v 0＋3πm4Bq答案：见解析如图(a)所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N 1、2N 构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L ，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调，如下图(b)；右为水平放置的长为d 的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N 1，能通过2N 的粒子经O 点垂直进入磁场．O 到感光板的距离为d2，粒子电荷量为q ，质量为m ，不计重力．(1)若两狭缝平行且盘静止，如下图(c)，某一粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t.(2)若两狭缝夹角为0，盘匀速转动，转动方向如图(b)．要使穿过N 1、2N 的粒子均打到感光板1P 、1P连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围(设通过N 1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达2N )．分析说明：(1)作圆周X ，由入射点O 、出射点M 可以确定粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，如图(1)．(2)作圆周Y ，要使穿过N 1、2N 的粒子打到感光板的P 1，可以确定粒子在磁场中运动的轨迹为二分之一圆周，对应的粒子运动速度为最小值，如图(2)． (3)作圆周Z ，要使穿过N 1、2N 的粒子打到感光板的2P ，可以确定粒子在磁场中运动的轨迹为OP 2段圆周，对应的粒子运动速度为最大值，再找出圆心的位置，几何关系就易找出了，如图(3)．解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动半径R ＝d4，洛伦兹力提供向心力，qvB ＝m2v R，又：2πR ＝v·T, t＝T 4，解得：t ＝πm2qB.(2)速度最小时，运动半径1R ＝d 4，L ＝v t 11，θ0＝t ω11，qv B 1＝m 211v R ，解得：ω1＝4qBd mlθ；速度最大时，22R＝(2R－d 2)2＋d2，解得：2R ＝5d 4，L ＝22v t ，θ0＝22t ω，2qv B ＝m222v R ，解得：2ω＝54qBd mlθ，所以04qBd mlθ≤ω≤54qBd ml θ.答案：(1)πm2qB (2)04qBd ml θ≤ω≤054qBd ml θ。