人教版高中物理选修3-1第三章 章末小结 (共47张PPT)
3．解决安培力问题的一般步骤 先画出通电导线所在处的磁感线的方向，用左手定则确定通电导线所受安
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培力的方向；根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程；根据牛顿运
动定律或动能定导航
第三章 磁场
(陕西师大附中 2015～2016 学年高二上学期检测)如图为一电流 表的原理示意图，质量为 m 的均质细金属棒 MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一 竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为 k，在矩形区域 abcd 内有匀强磁场，磁感 应强度大小为 B，方向垂直纸面向外，与 MN 的右端 N 连接的一绝缘轻指针可 指示标尺上的读数， MN 的长度大于 ab， 当 MN 中没有电流通过且处于平衡状态 时，MN 与矩形区域的 cd 边重合，当 MN 中有电流通过时，指针示数可表示电
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BIm ab ＋mg＝k( bc ＋Δx) 联立①③并代入数据得：Im＝2.5A 故此电流表的量程是 2.5A。
③ ④
3-1 ·
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第三章 磁场
(4)设量程扩大后，磁感应强度变为 B′，则有： 2B′Im ab ＋mg＝k( bc ＋Δx) k bc 由①⑤得 B′＝ 2Im ab 代入数据得 B′＝0.10T 故若将量程扩大 2 倍，磁感应强度应变为 0.10T。
新课标导学
物 理
选修3-1 ·人教版
第三章
磁 场
章 末 小 结
1
知 识 结 构 规 律 方 法 触 及 高 考
2
3
第三章 磁场
知识结构
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第三章 磁场
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第三章 磁场
规律方法
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⑤
mg 答案：(1) k
(2)M 端
(3)2.5A (4)0.10T
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第三章 磁场
二、有关洛伦兹力的多解问题
要充分考虑带电粒子的电性、磁场方向、轨迹及临界条件的多种可能性， 画出其运动轨迹，分阶段、分层次地求解。常见的多解问题有以下几种： 1．带电粒子电性不确定造成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正 电，也可能带负电，在相同的初速度的条件下， 正负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解。 如图甲所示，带电粒子以速率v垂直进入匀
4．运动的往复性形成多解
带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复 性，从而形成多解。如图丁所示。
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第三章 磁场
(多选)(东北育才中学 2014～2015 学年高 二上学期检测)如图所示，宽 d＝2cm 的有界匀强磁场，纵 向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内。现有一 群带正电的粒子从 O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入 磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为 r ＝5cm，则 导学号 50232705 ( AD )
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第三章 磁场
3．临界状态不惟一形成多解
带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧 状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180°从入射界面这边反向飞出，如图 丙所示，于是形成了多解。
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第三章 磁场
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第三章 磁场
解析：(1)设弹簧的伸长为 Δx，则有：mg＝kΔx ① mg 由①式得：Δx＝ k ② mg 故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为 k 。 (2)为使电流表正常工作， 作用于通有电流的金属棒 MN 的安培力必须向下， 由左手定则可知金属棒中电流从 M 端流向 N 端，因此 M 端应接正极。 故若要电流表正常工作，MN 的 M 端应接正极。 (3)设满量程时通过 MN 的电流强度为 Im，则有：
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流强度。 导学号 50232704
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第三章 磁场
(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为 g) (2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？
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(3)若 k＝2.0N/m， ab ＝0.20m， bc ＝0.050m，B＝0.20T，此电流表的量程 是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用) (4)若将量程扩大 2 倍，磁感应强度应变为多大？
第三章 磁场
一、有关安培力问题的分析与计算 安培力是一种性质力，既可以使通电导体静止、运动或转动，又可以对通 电导体做功，因此，有关安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问 题一样，先取研究对象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题
目中的条件由牛顿定律或动能定理等规律求解。具体求解应从以下几个方面着
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强磁场，如带正电，其轨迹为 a，如带负电，其 轨迹为b。
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第三章 磁场
2．磁场方向不确定形成多解
有些题目只告诉了磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时 必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。 如图乙所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里， 其轨迹为a，如B垂直纸面向外，其轨迹为b。
A．右边界：－4cm≤y<4cm 的范围内有粒子射出
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B．右边界：y＞4cm 和 y＜－4cm 的范围内有粒子射出 C．左边界：y＞8cm 的范围内有粒子射出 D．左边界：0＜y≤8cm 的范围内有粒子射出
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第三章 磁场
解析：当粒子的轨迹恰好与 x 轴方向的右边界相切 时，如图，根据几何知识得到 y1＝ r2－r－22 ＝ 52－5－22cm＝4cm 当粒子沿－y 轴方向射入磁场时， 粒子从磁场右边界 x 轴下方射出时，则有 y2＝－ r2－r－22 ＝－ 52－5－22cm＝－4cm
手分析。
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第三章 磁场
1．安培力的大小
当通电导体与磁场方向垂直时，F＝ILB；当通电导体与磁场方向平行时， F＝0；当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILBsinθ。 2．安培力的方向 由左手定则判断，安培力垂直于磁场的方向，也垂直于导线的方向，即安
培力垂直于磁场和导线所决定的平面，但磁场与导线可以不垂直。
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培力的方向；根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程；根据牛顿运
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第三章 磁场
(陕西师大附中 2015～2016 学年高二上学期检测)如图为一电流 表的原理示意图，质量为 m 的均质细金属棒 MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一 竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为 k，在矩形区域 abcd 内有匀强磁场，磁感 应强度大小为 B，方向垂直纸面向外，与 MN 的右端 N 连接的一绝缘轻指针可 指示标尺上的读数， MN 的长度大于 ab， 当 MN 中没有电流通过且处于平衡状态 时，MN 与矩形区域的 cd 边重合，当 MN 中有电流通过时，指针示数可表示电
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BIm ab ＋mg＝k( bc ＋Δx) 联立①③并代入数据得：Im＝2.5A 故此电流表的量程是 2.5A。
③ ④
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第三章 磁场
(4)设量程扩大后，磁感应强度变为 B′，则有： 2B′Im ab ＋mg＝k( bc ＋Δx) k bc 由①⑤得 B′＝ 2Im ab 代入数据得 B′＝0.10T 故若将量程扩大 2 倍，磁感应强度应变为 0.10T。
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第三章
磁 场
章 末 小 结
1
知 识 结 构 规 律 方 法 触 及 高 考
2
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第三章 磁场
知识结构
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规律方法
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⑤
mg 答案：(1) k
(2)M 端
(3)2.5A (4)0.10T
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二、有关洛伦兹力的多解问题
要充分考虑带电粒子的电性、磁场方向、轨迹及临界条件的多种可能性， 画出其运动轨迹，分阶段、分层次地求解。常见的多解问题有以下几种： 1．带电粒子电性不确定造成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正 电，也可能带负电，在相同的初速度的条件下， 正负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解。 如图甲所示，带电粒子以速率v垂直进入匀
4．运动的往复性形成多解
带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复 性，从而形成多解。如图丁所示。
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(多选)(东北育才中学 2014～2015 学年高 二上学期检测)如图所示，宽 d＝2cm 的有界匀强磁场，纵 向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内。现有一 群带正电的粒子从 O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入 磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为 r ＝5cm，则 导学号 50232705 ( AD )
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3．临界状态不惟一形成多解
带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧 状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180°从入射界面这边反向飞出，如图 丙所示，于是形成了多解。
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第三章 磁场
解析：(1)设弹簧的伸长为 Δx，则有：mg＝kΔx ① mg 由①式得：Δx＝ k ② mg 故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为 k 。 (2)为使电流表正常工作， 作用于通有电流的金属棒 MN 的安培力必须向下， 由左手定则可知金属棒中电流从 M 端流向 N 端，因此 M 端应接正极。 故若要电流表正常工作，MN 的 M 端应接正极。 (3)设满量程时通过 MN 的电流强度为 Im，则有：
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流强度。 导学号 50232704
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第三章 磁场
(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为 g) (2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？
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(3)若 k＝2.0N/m， ab ＝0.20m， bc ＝0.050m，B＝0.20T，此电流表的量程 是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用) (4)若将量程扩大 2 倍，磁感应强度应变为多大？
第三章 磁场
一、有关安培力问题的分析与计算 安培力是一种性质力，既可以使通电导体静止、运动或转动，又可以对通 电导体做功，因此，有关安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问 题一样，先取研究对象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题
目中的条件由牛顿定律或动能定理等规律求解。具体求解应从以下几个方面着
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强磁场，如带正电，其轨迹为 a，如带负电，其 轨迹为b。
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第三章 磁场
2．磁场方向不确定形成多解
有些题目只告诉了磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时 必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。 如图乙所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里， 其轨迹为a，如B垂直纸面向外，其轨迹为b。
A．右边界：－4cm≤y<4cm 的范围内有粒子射出
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B．右边界：y＞4cm 和 y＜－4cm 的范围内有粒子射出 C．左边界：y＞8cm 的范围内有粒子射出 D．左边界：0＜y≤8cm 的范围内有粒子射出
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第三章 磁场
解析：当粒子的轨迹恰好与 x 轴方向的右边界相切 时，如图，根据几何知识得到 y1＝ r2－r－22 ＝ 52－5－22cm＝4cm 当粒子沿－y 轴方向射入磁场时， 粒子从磁场右边界 x 轴下方射出时，则有 y2＝－ r2－r－22 ＝－ 52－5－22cm＝－4cm
手分析。
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第三章 磁场
1．安培力的大小
当通电导体与磁场方向垂直时，F＝ILB；当通电导体与磁场方向平行时， F＝0；当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILBsinθ。 2．安培力的方向 由左手定则判断，安培力垂直于磁场的方向，也垂直于导线的方向，即安
培力垂直于磁场和导线所决定的平面，但磁场与导线可以不垂直。
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高中物理选修3-1人教版课件：第三章 本章总结提升(共14张PPT)(优质版)
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。
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。
人教版高中物理选修3-1 第3章《第三章 磁场》章末总结(课件) (共35张PPT)
【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
人教版高中物理选修3-1课件：第3章 本章总结
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
2017-2018学年人教版选修3-1 第3章 磁场 章末总结 课件(31张)
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 mgsin α 向上，大小满足BI1L＝mgsin α，B＝ I1L .
(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？
答案
ห้องสมุดไป่ตู้
I1 cos α
图1
解析
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，
答案 解析
2d
根据牛顿第二定律：qE＝ma， mv0 v0 而 E＝ 2qd ，得出加速度：a＝ 2d 1 2 粒子做类平抛运动：d＝2at ，x＝v0t
2 2
图4
联立得：x＝2d.
mv0 (2)若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面，磁感应强度B＝ 的匀 qd 强磁场，求：①带电粒子在磁场中运动的半径；②若O点为粒子发射
例1
如图1所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L.匀强磁场的磁感
应强度为B.金属杆长为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.求： (1)这时B至少多大？B的方向如何？
答案 解析
mgsin α 垂直于导轨平面向上 图1 I1L 画出金属杆的截面图 . 由三角形法则得，只有当
答案 解析
Ecos θ v0
图3
针对训练2
如图4所示，在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处，
水平向左发射一个速率为v0，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不 考虑粒子重力).
mv0 2 (1)若在绝缘板上方加一电场强度大小为E＝ 、方向竖直向下的匀 2qd 强电场，求带电粒子打到板上距P点的水平距离(已知OP⊥MN)；
2
②以 OP 为弦长时粒子打到板上的时间最短， 对应的圆心角 θ＝60° ，
也最小.根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面 mgsin α 向上，大小满足BI1L＝mgsin α，B＝ I1L .
(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？
答案
ห้องสมุดไป่ตู้
I1 cos α
图1
解析
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，
答案 解析
2d
根据牛顿第二定律：qE＝ma， mv0 v0 而 E＝ 2qd ，得出加速度：a＝ 2d 1 2 粒子做类平抛运动：d＝2at ，x＝v0t
2 2
图4
联立得：x＝2d.
mv0 (2)若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面，磁感应强度B＝ 的匀 qd 强磁场，求：①带电粒子在磁场中运动的半径；②若O点为粒子发射
例1
如图1所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L.匀强磁场的磁感
应强度为B.金属杆长为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.求： (1)这时B至少多大？B的方向如何？
答案 解析
mgsin α 垂直于导轨平面向上 图1 I1L 画出金属杆的截面图 . 由三角形法则得，只有当
答案 解析
Ecos θ v0
图3
针对训练2
如图4所示，在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处，
水平向左发射一个速率为v0，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不 考虑粒子重力).
mv0 2 (1)若在绝缘板上方加一电场强度大小为E＝ 、方向竖直向下的匀 2qd 强电场，求带电粒子打到板上距P点的水平距离(已知OP⊥MN)；
2
②以 OP 为弦长时粒子打到板上的时间最短， 对应的圆心角 θ＝60° ，
物理选修3-1人教新课标第3章磁场回顾总结课件.
• 二、运动电荷在匀强磁场中受到的力 • 1．洛伦兹力 • (1)大小：带电粒子的速度与磁场平行时，F洛＝
0；速度与磁场垂直时，F洛＝qvB. • (2)方向：由左手定则判断．
(3)特点：对带电粒子永远不做功． (4)作用：带电粒子在匀强磁场中(v⊥B)只受洛伦兹力作用 时，做匀速圆周运动． 半径 R＝mqBv，周期 T＝2qπBm(与半径、速率均无关)．
故电子要射出磁场，速率至少应为m1＋Becdos θ.
由③式可知，θ＝0°时，v0＝B2emd最小， 由②式知此时半径最小，rmin＝d2，也可由轨迹分析得出上 述结论．
答案：(1)m1＋Becdos θ
Bed (2) 2m
• 三、带电粒子在复合场中的运动
• 复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中 某两场并存，或分区域存在的某一空间．粒子 经过该空间时可能受到的力有重力、静电力和 洛伦兹力．处理带电粒子(带电体)在复合场中运 动问题的方法：
• 2．灵活选用力学规律
• (1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动 时，就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．
• 此后进入两板间的等离子体将同时受静电力和 洛伦兹力作用，当等离子体受静电力与洛伦兹 力平衡，即qE＝Bqv时，等离子体将匀速通过发 电通道，此时A、C板上积聚的电荷最多，两板 间电势差最大，闭合开关S，将A、C两板与负 载R相连，就可对外供电，这就是磁流体发 电．AC两板间电势差的最大值U即为该发电机 的电动势，由qE＝Bqv及E＝U/d可得，电动势U ＝Bdv，其中d为AC两板间的距离．
新人教版高中物理选修3-1：第三章 章末复习课(共45张PPT)
【典例 2】 （2018·天津卷）如图所示，在水平线 ab 的下方有一匀强电场，电场强度为 E，方向竖直向下， ab 的上方存在匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直纸 面向里.磁场中有一内、外半径分别为 R、 3R 的半圆环 形区域，外圆与 ab 的交点分别为 M、N.一质量为 m、电 荷量为 q 的带负电粒子在电场中 P 点静止释放，由 M 进 入磁场，从 N 射出.不计粒子重力.
qvB＝mv2，① 3R
设粒子在电场中运动所受电场力为 F，有 F＝qE，② 设粒子在电场中运动的加速度为 a，根据牛顿第二定 律有 F＝ma，③ 粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，有
联立①②③④式得 t＝ 3ERB.⑤
（2）粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，其周期与 速度、半径无关，运动时间只由粒子所通过的圆弧所对的 圆心角的大小决定.故当轨迹与内圆相切时，所用的时间最 短.设粒子在磁场中的轨迹半径为 r′，由几何关系可得
（1）求粒子从 P 到 M 所用的时间 t.
（2）若粒子从与 P 同一水平线上的 Q 点水平射出， 同样能由 M 进入磁场，从 N 射出.粒子从 M 到 N 的过程 中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子 在 Q 时速度 v0 的大小.
解析：（1）设粒子在磁场中运动的速度大小为 v，所 受洛伦兹力提供向心力，有
第三章 磁场
章末复习课 【知识体系】
[答案填写]
①运动
②
F IL
③N
④ BS
⑤右
⑥B ⑦I ⑧左 ⑨B ⑩v ⑪mqBv ⑫2qπBm
主题一 安培力作用下物体的平衡及运动 1.分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应 强度方向垂直又跟电流方向垂直. 2.一般是先把立体图改画成平面图，并将题中的角 度、电流的方向、磁场的方向标注在图上，然后根据平 衡条件或牛顿第二定律列方程.
高中物理人教版选修3-1第三章 磁场
第三章磁场第1节磁现象和磁场P86的STS：指南针与郑和下西洋中国古代磁现象的研究↓指南针（《顺风相送》等，16世纪末）↓郑和航海壮举↓开拓海外市场，扩展视野，中国社会资本主义因素……（重点在与“社会”的关系）图3.1-6针路图第2节磁感应强度P87，班额大也可以有探究性因素：……怎样认识和描述磁场的强弱呢？在研究电场的时候，我们研究电场中的检验电荷的受力情况，确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。
与此类似，我们是否可以分析磁体或电流在磁场中所受的力，由此入手，找出表示磁场强弱的物理量呢？…… N极不能单独存在……不可能测量N极受力的大小……怎么办？磁场对通电导线也有作用力。
能不能用很小一段通电导线来检验磁场的强弱呢？看来解决问题的办法还是有的！在物理学中，把很小一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积I L叫做“电流元”。
但要使导线中有电流，就要把它连到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。
实际上仍要使用相当长的通电导线。
不过如果做实验的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，也就是说磁场是匀强磁场，我们也以由实验结果推知一小段电流元的受力情况。
教师要展示自己的思维过程（科学方法、科学过程）图3.2-1厂制品P88：电流元受的力F与I、L的乘积成正比：F＝I L B （B以比例系数的形式出现）（1）没有出现“安培力”这个名词（2）通电导线与磁场是垂直的安培力，包括导线不与磁场垂直时的安培力，到第4节再说不宜同时出现太多、太复杂的新东西第3节几种常见的磁场P92“安培分子电流假说”代替了“磁现象的电本质”P93“磁通量”为下章服务图3.3-12一种磁传感器P94“用磁传感器研究磁场”（做一做）有了传感器和计算机，可以做原来不能做的实验。
P94科学漫步“有趣的右螺旋”――雅俗共赏甲右旋的螺壳乙右旋的茎（牵牛花）丙左旋的茎（啤酒花）丁右旋的螺丝钉图3.3-15有趣的右螺旋第4节磁场对通电导线的作用力P96演示按照图3.1-3所示进行实验。
高中物理人教版选修3-1(课件)第三章 磁场 3-3
知识点1
知识点2学业分层测评
学习目标知识脉络
1.知道磁现象的电本质，
了解安培分子电流假说．
2．知道磁感线的定义和
特点，了解几种常见磁场
的磁感线分布．(重点)
3．会用安培定则判断电
流的磁场方向．(难点)
4．知道匀强磁场、磁通
量的概念．(重点)
磁感线 安培定则
强弱及方向
疏密
切线方向
电流磁感线
环形电流
磁感线
电流
内部
N
环形电流小磁体磁极
磁化退磁
电荷的运动
√
×
√
×
√
两种线磁感线电场线
相似点
引入目的形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱
切线方向场的方向
相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)
不同点闭合曲线
不闭合，起始于正电荷，终止
于负电荷
匀强磁场和磁通量
强弱方向
疏密均匀
磁感应强度磁场方向垂直
投影面积S′
韦伯 1 T·m2磁通密度
×
√
×
×
学业分层测评(二十二)
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人教版高中物理选修3-1课件第三章章末整合
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′
高中物理选修3-1第3章磁场本章回顾总结
使初速度是 v0 的某种带正电的粒子偏转 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，使该粒子穿过该 区域，并使偏转角也为θ(不计粒子的重力)，问：
(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？
(2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？
物理 ·选修3-1(A)
知 识 体 系
专 题 归 纳
高 考 链 接
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．
物理 ·选修3-1(A)
知 识 体 系
专 题 归 纳
高 考 链 接
带电粒子在磁场中运动，往往出现临界问题，这时应以题
目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突 破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他 方程联立求解．
物理 ·选修3-1(A)
知 识 体 系
专 题 归 纳
高 考 链 接
如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，宽度为d，
边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率 v0垂直射入匀强磁
Ecos θ 答案：(1) v0 sin θ (2) θ
物理 ·选修3-1(A)
知 识 体 系
专 题 归 纳
高 考 链 接
四、洛伦兹力与现代科技
洛伦兹力在现代科技中应用十分广泛，前面我们已经学习
的速度选择器、质谱仪、回旋加速器等都是利用洛伦兹力，下 面再列举几例． 1．磁流体发电机 如图所示是磁流体发电机的原理图，其原理是由燃烧室O燃
专 题 归 纳