9高三一轮复习教学案磁场.docx
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9高三一轮复习教学案磁场
《磁场》导学提纲
主备人:
杨群
一、知识结构
二、点击考纲
内容
要求
说明
48.磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量。
49.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
50.安培力,安培力的方向
51.匀强电场中的安培力
52.洛仑兹力,洛仑兹力的方向
53.洛仑兹力公式
54.带电粒子在匀强磁场中的运动
55.质谱仪,回旋加速器。
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
安培力的计算限于直导线跟B平行或垂直两种情况。
只要求掌握v与B平行或垂直两种情况下的洛仑兹力。
技术细节不作要求
三、高考考点分析
1.本讲知识历来是高考的热点内容。
经常考查左手定则和右手螺旋定则等方向判断的问题。
往往以选择题的形式出现。
2.带电粒子在磁场中的圆周运动及带电粒子在复合场中的运动,主要考查综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力,往往以综合题的形式出现。
3.本讲综合问题应注意本讲知识与现代科技和现实生活的结合。
四、方法总结
磁场的内容单独考查知识点的题目很少,一部分试题集中在磁场中的通电导线在安培力作用下的运动,一部分试题集中在带电的运动粒子在洛仑兹力作用下的匀速圆周运动,且多为高考压轴题,此类问题的关键是画出带电粒子的圆周运动轨迹,使之转化为几何问题,利用几何知识找到圆周运动轨迹的圆心及轨道半径,从而使问题求解,带电粒子在磁场中运动以圆周运动居多,做题时要求从数学角度确定圆心角、圆半径的大小,对空间想象力、用数学方法解决物理道问题能力要求较高,在该方面的能力达不到要求,很容易出错.
《磁场及其描述》导学提纲
主备人:
杨群
年级高三班级日期月日
一、基本概念、基本规律:
1、磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量:
2、磁感应强度:
3、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向:
二、疑难知识:
1、磁感应强度;
2、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
三、你不能理解的知识或你想向老师问的问题:
1、
2、
四、预习检测:
1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,试判断电源的正负极.
2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()
A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关
B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零
D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大
3、取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()
A.0B.0.5BC.BD.2B
4、如图所示,磁带录音机可用作录音,也可用作放音,其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b.下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述,正确的是()
A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应
B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应
C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D.放音和录音的主要原理都是电磁感应
5、如图所示,在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b、c是等边三角形的三个顶点,电流大小相等,a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B,求O处磁感应强度.
《磁场及其描述》复习简案
主备人:
杨群
年级高三班级日期月日
一、本节内容高考要求:
1、高考大纲:
磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量Ⅰ级要求
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ级要求
二、教学目标:
1、掌握电流的磁场、安培定则;了解磁性材料,分子电流假说
2、掌握磁感应强度,磁感线,知道地磁场的特点
三、教学重点、难点:
电流的磁场、磁感应强度
四、教学方法、手段:
通过媒体,边复习边练习。
五、教学流程:
一、磁场
1、和周围存在磁场。
2、实验表明,通电导体周围也存在着磁场。
并且注意,导线应方向放置。
磁场是一种物质。
二、磁现象的电本质
1.安培假说认为,在分子、原子等物质微粒内部存在着分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体。
2.分子电流实际上是由形成的。
3.和可使磁棒失去磁性。
三、磁感线
1.磁感线上各点的切线方向与方向相同。
磁感线是人们假想的。
2.磁感线的密、疏大致表示各处磁感强度的。
3.磁感线都是闭合曲线,且不能相交。
4.电流(包括直线电流、环形电流、通电螺线管)周围的磁感线方向与电流的关系,可由来判定。
5、常见磁场磁感线的分布特点:
四、磁感强度和磁通量
1.在垂直于磁场方向的1m长的导线,若通过1A的电流,受到磁场的作用力为1N时,通电导线所在处的磁感强度为。
2.磁感强度的符号是B,在国际单位制中,磁感强度的单位是,符号是。
3.磁感强度是矢量,磁场中某点的磁感强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点磁感线的方向;也与小磁针极的受力方向相同,或与小磁针静止时极所指的方向相同。
4.磁通量:
①就叫穿过这个面积的磁通量。
②在磁感强度为B的匀强磁场中,通过垂直于磁感强度的面积S的磁通量为。
③在国际单位制中,磁通量的单位是,简称为,符号是。
1Wb=1T×1m2
【典型例题】
【例1】如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,它们的磁场互不影响,当开关S闭合稳定后,则图中小磁针的北极N(黑色的一端)指示出磁场方向正确的是()
A.aB.bC.cD.d
【例2】如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B,则去掉导线1后,b点的磁感应强度大小为,方向.【例3】磁铁有N、S两极,跟正负电荷有很大的相似性,人们假定在一根磁棒的两极上有一种叫做“磁荷”的东西,N极上的叫做正磁荷,S极上的叫做负磁荷,同号磁荷相斥,异号磁荷相吸.当磁极本身的几何线度远比它们之间的距离小得多时,将其上的磁荷叫做点磁荷.磁的库仑定律是:
两个点磁荷之间的相互作用力F沿着它们之间的连线,与它们之间的距离r的平方成反比,与它们磁荷的数量(或称磁极强度)qm1、qm2成正比,用公式表示为:
F=
.
(1)上式中的比例系数k=10-7Wb/(A·m),则磁极强度qm的国际单位(用基本单位表示)是.
(2)同一根磁铁上的两个点磁荷的磁极强度可视为相等,磁荷的位置可等效地放在图(a)中的c、d两点,其原因是.
(3)用两根相同的质量为M的圆柱形永久磁铁可以测出磁极强度qm,如图(b),将一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一根与之平行放置的磁棒可以自由上下移动.调节斜面的角度为
时,活动磁铁刚好静止不动.由此可知磁极强度qm为多大?
六、当堂训练:
1.某地磁场的磁感强度为6×10-5T,B与水平面的夹角为530,则在2m2的水平面内地磁场的磁通量为。
2.完成下列两题:
(1)已知螺线管内部的小磁针的N极指向如图,请在图中画出螺线管上线圈的绕向。
(2)已知电磁铁的两个极性如图,请在电磁铁上画出线圈的绕向。
《磁场及其描述》作业
年级高三班级日期月日
1.一根软铁棒放在磁场附近会被磁化,这是因为在外磁场作用下:
()
A.软铁棒中产生了分子电流;B.软铁棒中分子电流消失;
C.软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章;D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同。
2.实验室有一旧的学生电源,输出端的符号变得模糊不清,无法分别正、负极,小明设计了下面的判断电源两极的方法:
在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放一个螺线管,如图,闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转。
下述判断正确的是:
()
A.电源A端是正极,在电源内电流由A流向B;
B.电源A端是正极,在电源内电流由B流向A;
C.电源B端是正极,在电源内电流由A流向B;
D.电源B端是正极,在电源内电流由B流向A。
3.如图所示,两个平行的长直导线A、B中通以同样的电流,导线C与A、B在同一平面内,位于中心线EF的左侧,当导线C中通以与A、B反向的电流后,若C能自由运动,其运动情况是:
A.向A靠近后静止;B.向B靠近后静止;
C.停在中心线EF处;D.在中心线附近作往复运动。
4.如图所示,AB是水平面上一个圆的直径,在过AB的竖直平面内有一根通电导线CD,已知CD∥AB,当CD竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将:
()
A.逐渐增多;B.逐渐减少;
C.始终为零;D.不为零、但保持不变。
5.根据安培假设的思想,认为磁场是由运动电荷产生的,这种思想如果对地磁场也适用,而目前地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷,那么由此推断,地球应该()
A.带负电;B.带正电;C.不带电;D.无法确定。
6.如图所示,一束电子流沿+y方向流动,在+z和+x轴上某一点的磁感强度Bz及Bx方向为:
()
A.BZ沿+X方向;B.BZ沿-ⅹ方向;
C.BX沿+Z方向;D.BX沿-Z方向。
7、如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I1=I3>I2>I4要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流( )
A.切断I1B.切断I2C.切断I3D.切断I4
8、如图所示,两个圆环A、B同心放置,且半径RA<RB.一条磁铁置于两环的圆心处,且与圆环平面垂直.则A、B两环中磁通φAφB之间的关系是( )
A.φA>φBB.φA=φBC.φA<φBD.无法确定
《安培力》导学提纲(2课时)
主备人:
杨群
年级高三班级日期月日
一、基本概念、基本规律:
1、安培力的大小
2、安培力的方向
二、疑难知识:
安培力的方向的判定:
三、你不能理解的知识或你想向老师问的问题:
1、
四、预习检测:
1.如图所示,通电细杆ab质量为m,置于倾角为θ的导轨上,导轨和杆间不光滑.通有电流时,杆静止在导轨上.下图是四个侧视图,标出了四种匀强磁场的方向,其中摩擦力可能为零的是()
2、如图所示,竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中()
A.b、d两点的磁感应强度大小相等B.a、b两点的磁感应强度大小相等
C.a点的磁感应强度最小D.c点的磁感应强度最大
3、如图所示,在倾角为
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,在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是()
A.B=mg
方向垂直斜面向上B.B=mg
方向垂直斜面向下
C.B=mg
方向垂直斜面向下D.B=mg
方向垂直斜面向上
4、如图所示,接通电键的瞬间,用丝线悬挂于一点可自由转动的通电直导线AB的变化情况是()
A.A端向上移动,B端向下移动,悬线张力不变
B.A端向下移动,B端向上移动,悬线张力不变
C.A端向纸外移动,B端向纸内移动,悬线张力变小
D.A端向纸内移动,B端向纸外移动,悬线张力变大
《安培力》复习简案(第一课时)
主备人:
杨群
年级高三班级日期月日
一、本节内容高考要求:
1、高考大纲:
安培力,安培力的方向Ⅰ级要求
匀强电场中的安培力Ⅱ级要求
2、命题规律:
本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。
二、教学目标:
1、掌握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则
2、了解磁电式电表的工作原理
3、能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。
三、教学重点、难点:
能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。
四、教学方法、手段:
通过媒体,边复习边练习。
五、教学流程:
磁场对电流的作用——安培力
1.安培力大小:
2.安培力方向:
由左手定则判断。
左手定则内容。
【典型例题】
例1、磁场对电流的作用力大小为F=BIL(注意:
L为有效长度,电流与磁场方向应 .F的方向可用 定则来判定.试判断下列通电导线的受力方向.
× × × × . . . .
× × × × . . . .
× × × × . . . .
× × × × . . . .
试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向.
例2、如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)()
A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升
C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升
思考:
若导线固定,磁铁可自由转动,则磁铁如何运动呢?
例3、如图所示,电源电动势3V,内阻不计,导体棒质量60g,长1m,电阻1.5Ω.匀强磁场竖直向上,B=0.4T.当开关闭合后,棒从固定光滑绝缘环的底端上滑至某一位置静止.试求在此位置上棒对每一只环的压力为多大?
若已知绝缘环半径0.5m,此位置与环底高度差是多少?
例4、如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置,一长方体绝缘容器内部高为L,厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b,上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极),并经开关S与电源连接.容器中注满能导电的液体,液体的密度为
.将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当开关断开时,竖直管子a、b中的液面高度相同;开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差.若闭合开关S后,a、b管中液面将出现高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B的大小.
六、当堂训练:
1、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则
A.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用
B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用
C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用
D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用
2、长为L,重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂,一端搁在桌面上与桌面夹角为α,现垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场,当棒通入如图所示方向的电流时,细线中正好无拉力.则电流的大小为_______A.
《安培力》作业(第一课时)
年级高三班级日期月日
1、关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向,正确的说法是
A.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行B.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行
C.既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直
D.既不跟磁场方向垂直,又不跟电流方向垂直
2、如图所示,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的电流为I,为了增大导线所受的磁场力,可采取下列四种办法,其中不正确的是
A.增大电流IB.增加直导线的长度
C.使导线在纸面内顺时针转30°
D.使导线在纸面内逆时针转60°
3、如图所示,线圈abcd边长分别为L1、L2,通过的电流为I,当线圈绕OO′轴转过θ角时
A.通过线圈的磁通量是BL1L2cosθ
B.ab边受安培力大小为BIL1cosθ
C.ad边受的安培力大小为BIL2cosθ
4、如图所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直纸面向外运动,可以
A.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极,a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极
D.将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端
5、如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为
A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2
6、.电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹速度大小约为2km/s),若轨道宽2m,长为100m,通过的电流为10A,则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_______T,磁场力的最大功率P=_______W(轨道摩擦不计).
《安培力》复习简案(第二课时)
主备人:
杨群
年级高三班级日期月日
一、本节内容高考要求:
1、高考大纲:
安培力,安培力的方向Ⅰ级要求
匀强电场中的安培力Ⅱ级要求
2、命题规律:
本专题是高考命题的热点,考查特点是灵活性强、综合面广、能力要求高、题型全、分量重、压轴题多与此部分内容有关。
二、教学目标:
1、掌握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则
2、了解磁电式电表的工作原理
3、能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。
三、教学重点、难点:
能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。
四、教学方法、手段:
通过媒体,边复习边练习。
五、教学流程:
例1、如图所示,PQ、MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,—导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg,棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?
(g取10m/s2)
思考:
(1)若以加速度2m/s2向左匀加速运动,电流又多大?
(2)电流就是上述求出的电流,暂时末加磁场,现要ab棒向左匀速运动,要加的最小磁场的大小和方向如何?
(3)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,铜棒被平抛出去,下落h后的水平位移为s。
求闭合电键后通过铜棒的总电荷量Q。
例2、如图所示。
水平桌面上放置的U形金属导轨,串接有电源。
现将两根质量相等的裸导线L1和L2放在导轨边缘上。
方向与导轨垂直,导轨所在的平面有一个方向向上的匀强磁场。
当合上开关后,两根导线便向右运动,并先后脱离导轨右端掉到水平地面上,测得它们落地位置与导轨右端的水平距离分别为s1和s2,求合上开关后:
安培力对导线L1和L2所做功之比W1:
W2;
例3、质量为m,长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,当金属棒通以由a向b的电流I后,将离开原位置向前偏转α角而重新平衡,如图。
求磁感应强度B的方向和大小。
思考:
若磁感应强度为B,方向竖直向下,要使金属棒ab最大偏转角为α,则所加电流多大?
方向如何?
例4、如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN的质量为10g,电阻不计,匀强磁场磁感应强度B方向竖直向下,大小为0.8T,电源电动势为10V,内阻r=1Ω,当开关S闭合时,MN处于平衡。
求变阻器R1的取值为多少?
(设
=45°g取10m/s2)
思考:
如图所示,导体棒ab的质量为m、电阻不计,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度为B,电源的电动势为E,内阻不计。
设导体棒与导轨的动摩擦因数为μ,且不通电时导体棒不能静止于导轨上,要使导体棒静止在导轨上,变阻器阻值范围应为多大?
(设:
导体棒受到的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等)
《安培力》作业(第二课时)
年级高三班级日期月日
1、如图所示,柔软的导线长0.628m,弯曲地放在光滑水平面上,两端点固定在相距很近的a、b两点,匀强磁场的方向竖直向下,磁感应强度B=2T,当导线中通以图示方向的电流I=5A时,导线中的张力为________N.
2、如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距O.2m,上面有一质量为O.04kg的均匀金属棒ab,电源电动势为6V、内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要在金属棒所在位置施加一个磁感应强度大小为________T,方向________的匀强磁场,才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零.(g=1Om/s2)
3、如图所示,质量为60g的铜棒长为a=20cm,棒的两端与长为L=30cm的细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后,铜棒向上摆动,最大偏角θ=60°,g取10m/s2,求:
(1)铜棒中电流I的大小.
(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字).
4、在原子反应堆中抽动液体时,由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵,如图所示是这种电磁泵的结构,将导管放在磁场中,当电流穿过这种液体时,这种液体就被驱动。
(1)试论述这种电磁泵的工作原理。
(2)若导体的横截面积为a×b,磁场的宽度为L,磁感应强度为B,液体穿过磁场区域的电流强度为I,求驱动力造成的压强差。
5、在倾角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒,如图所示
欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少?
方向如何?
欲使棒静止在斜面上,且对斜面无压力,应加匀强磁场B的最小值为多少?
方向如何?
分析欲使棒静止在斜面上且要求B垂直于L,应外加磁场的方向及范围。
《洛伦兹力及其应用》导学提纲(3课时)
主备人:
杨群
年级高三班级日期月日
一、基本概念、基本规律:
1、洛伦兹力:
2、带电粒子在匀强磁场中的运动:
二、疑难知识:
带电粒子在匀强磁场中的运动
三、你不能理解的知识或你想向老师问的问题:
四、预习检测:
1、如图所示,一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应该( )
A.使B的数值增大B.使磁场以速率v=
,向上移动
C.使磁场以速率v=
,向右移动D.使磁场以速率v=
,向左移动
2、单摆摆长L,摆球质量为m,带有电荷+q,在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中摆动,当其向左、向右通过最低点时,线上拉力大小是否相等?
5.初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则().
A.电子将向右偏转,速率不变
B.电子将向左偏转,速率改变
C.电子将向左偏转,速率不变
D.电子将向右偏转,速率改变
6.如图所示,一带有电荷的单摆,在匀强磁场中做简谐振动,运动平面垂直磁场方向,若撤去磁场,让单摆做相同振幅的简谐振动,则
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