【优化方案】2013-2014学年高二物理(RJ.选修3-1)：第三章第四节
高中物理选修3-1教案(精品)
广德三中2013——2014学年第一学期高二物理组集体备课材料之教案（选修3-1）刘海军张宗友宴雷徐庆辉2013年9月目录及分工表第一章静电场1.1电荷及其守恒定律1.2库仑定律1.3.1电场强度1.3.2专题：静电平衡1.4电势能电势1.5电势差1.6电势差与电势强度的关系1. 7静电现象的应用1.8电容器与电容1.9带电粒子在电场中的运动第二章、恒定电流2.1、电源和电流2.2、电动势2.3、欧姆定律2.4、串联电路和并联电路2.5、焦耳定律2. 6导体的电阻2. 7闭合电路的欧姆定律2 .8多用电表的原理2. 9实验：练习使用多用电表2. 10实验：测定电池的电动势和内阻2. 11简单的逻辑电路第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场3.2 、磁感应强度3.3 、几种常见的磁场3.4 、通电导线在磁场中受到的力3.5、运动电荷在磁场中受到的力3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动第一章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教学过程：（一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。
高二物理选修3-1第三章磁场知识点总结复习
第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1．磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性.磁体：具有磁性的物体叫磁体.磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2．电流的磁效应磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比）电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象（奥斯特实验)。
3．磁场磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式)。
磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场.4．磁性的地球地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场———地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角.地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。
月球也有磁场。
例1、以下说法中，正确的是（)A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？例3、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成 角，如图所示。
设磁感应强度为B,线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将(填“吸引"、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。
3。
2 磁感应强度第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向：小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 思考：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢？2．磁感应强度的大小匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
高中物理物理 选修3-1(人教版)--《电势能和电势》教案--优化方案
1.4 电势能和电势三维目标1．理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系；2．理解电势的概念，知道电势是描述电场能的性质的物理量；3．明确电势能、电势、静电力做功、电势能的关系；4．了解电势与电场线的关系；5．了解等势面的意义及与电场线的关系。
教学重点理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
教学方法类比法、讲练法、推理归纳法。
教具准备投影仪、多媒体课件。
课时安排2课时教学过程［新课导入］问题：电场的两个基本性质是什么？电场的两个基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用（电场的力的性质），并使之具有能（电场的能的性质）。
我们已经建立了电场强度的概念，知道它是描述电场性质的物理量。
倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，经过一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。
我们知道，这是静电力做功的结果，而功又是能量变化的量度，那么，在这一过程中，是什么能转化成试探电荷的动能呢？为此，我们首先要研究静电力做功的特点和电场力做功与能量变化之间的关系。
前面已经学习了电场的力的性质──用场强来描述，今天我们从电场力做功和能量的角度来研究电场的能的性质。
［新课教学］一、静电力做功的特点要考虑电场的能的性质，必涉及到电场力的做功。
对它的讨论可类比于重力场中的重力做功。
问题：重力做功有什么特点？结论：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。
对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。
只要两位置确定，即高度差确定，移动同一物体重力做功就相同。
问题：同样为场力做功，电场力做功是否也具有同样的特点呢？试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点，我们计算这几种情况下静电力所做的功。
A M推导：q在沿直线从A移往B的过程中，受到的静电力F＝qE，静电力与位移AB的夹角为θ，静电力对q所的功为W＝F cosθ·|AB|＝qE·|AM|q在沿折线AMB从A移往B的过程中，在线段AM上静电力对q所的功W1＝qE·|AM|。
【优化方案】2013-2014学年高二物理(RJ.选修3-1)：第三章章末过关检测
(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．下列说法正确的是( )A ．把一电流元分别放在磁场中的两点，所受磁场力大的磁感应强度大B ．把一个小线圈置于磁场中，磁通量大处磁感应强度大C ．让一电荷以相同的速度分别垂直进入两个匀强磁场，受洛伦兹力大的磁感应强度大D ．磁感应强度的方向与正电荷在磁场中受洛伦兹力方向相同解析：选C.电流元所受磁场力大小，除与B 有关外，还与放置方向有关，A 错误；线圈中的磁通量除与B 有关外，还与放置方向有关，B 错误；粒子垂直进入磁场，洛伦兹力F＝q v B ，所以B ＝F q v，C 正确；洛伦兹力方向与B 的方向垂直，D 错误．故选C. 2．关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是( )解析：选A.在垂直于导线的平面内，由安培定则可判断为导线周围的磁感线是闭合的同心圆，从上向下看为逆时针，故选A.3.有两根长直导线a 、b 互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O 点为两根导线连线的中点，M 、N 为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O 点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I ，则关于线段MN 上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )A ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相同B ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相反C ．在线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零D ．在线段MN 上只有一点的磁感应强度为零解析：选BD.M 点、N 点的磁感应强度大小相等，方向相反，A 错误、B 正确，在线段MN 上中点O 的磁感应强度为零，C 错误、D 正确．故选BD.4．(2019·南京外国语学校高二检测)如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E 和匀强磁场B 组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电量为＋q ，质量为m )从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，带电小球通过下列电磁混合场时，可能沿直线运动的是( )解析：选CD.带电小球进入混合场后若受力平衡，则能沿直线运动．A 选项中电场力向左，洛伦兹力开始时向右，重力竖直向下，三力不可能平衡．B 选项中电场力向上，重力向下，而洛伦兹力向外，三力也不能平衡．C 、D 选项的小球所受三力可能平衡．故选CD.5．(2019·南京高二检测)如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核(21H)和氦核(42He)．下列说法中正确的是( )A ．它们的最大速度相同B ．它们的最大动能相同C ．它们在D 形盒中运动的周期相同D ．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能解析：选AC.粒子获得的最大速度v ＝qBR m 知A 正确．由E k ＝q 2B 2R 22m知，B 错误，由T ＝2πm qB知，C 正确，加速粒子所需电源频率是确定的，故D 错误．故选AC. 6. (2019·大庆高二检测)如图所示，O 为圆心，和是半径分别为ON 、OM 的同心圆弧，在O 处垂直纸面有一载流直导线，电流方向垂直纸面向外，用一根导线围成如图KLMN 所示的回路，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路( )A ．将向左平动B ．将向右平动C ．将在纸面内绕通过O 点并垂直纸面的轴转动D ．KL 边将垂直纸面向外运动，MN 边垂直纸面向里运动解析：选D.因为通电直导线的磁感线是以O 为圆心的一组同心圆，磁感线与电流方向一直平行，所以KN 边、LM 边均不受力，根据左手定则可得，KL 边受力垂直纸面向外，MN 边受力垂直纸面向里，故选D.7．如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形、但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆形的直径D 等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则( )A ．两电子在磁场中运动的半径一定相同B ．两电子在磁场中运动的时间有可能相同C ．进入圆形区域的电子一定先飞离磁场D ．进入圆形区域的电子一定不会飞离磁场解析：选AB.根据公式R ＝m v qB 可知A 正确；若两个电子的轨道半径为R ＝D 2，那么两电子在磁场中运动的时间相同，B 正确，C 错误；由于电子的圆心一定在入射点的切线上，所以电子一定会飞出磁场，D 错误．故选AB.8．如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，阻力不计，以下说法中正确的是( )A ．液滴一定带负电B ．液滴在C 点时动能最大C ．液滴从A 运动到C 的过程中机械能守恒D ．液滴将由B 点返回A 点解析：选AB.由轨迹走向可知液滴一定带负电．洛伦兹力不做功，液滴由A 到C ，克服电场力做功，所以从A 运动到C 过程中机械能不守恒，由于重力大于电场力，所以由动能定理知，液滴在C 点时动能最大．液滴到达B 处后，向右重复类似于A →C →B 的运动，不能再由B 点返回A 点．故选AB.9.如图所示，相距为d 的两带电平行板间同时存在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m ，带电荷量为q 的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，运动轨迹如图中虚线所示，则( )A ．小球一定带负电B ．小球一定带正电C ．两板间电压为mgd qD ．小球在两板间的运动时间为2πm qB解析：选BC.带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，重力大小等于静电力，洛伦兹力提供向心力，则小球带正电，有mg ＝qE 、q v B ＝m v 2R ，所以有mg ＝q U d 和T ＝2πm qB，得出U ＝mgd q ，小球在两板间的运动时间t ＝T 2＝πm qB.故选BC. 10.如图所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A 孔沿AD 方向射入一正方形空腔中，空腔中有垂直纸面向里的匀强磁场，两粒子的运动轨迹分别为a 和b ，则两粒子的速率和在空腔中运动的时间的关系是( )A ．v a ＝v b ，t a <t bB ．v a >v b ，t a >t bC ．v a >v b ，t a <t bD ．v a <v b ，t a ＝t b解析：选C.由题图可知，半径R a ＝2R b ，由于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R ＝m v qB，又两个带电粒子相同，所以v a ＝2v b .带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB，则两带电粒子运动的周期相同，设周期为T ，从C 孔射出的粒子运动的时间t a ＝T 4，从B 孔射出的粒子运动的时间T b ＝T 2，所以t b ＝2t a .故选项C 正确． 二、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11. (8分)如图所示，两根平行金属导轨M 、N ，电阻不计，相距0.2 m ，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m ＝5×10－2 kg 的金属棒ab ，ab 的电阻为0.5 Ω.两金属导轨一端通过电阻R 和电源相连．电阻R ＝2 Ω，电源电动势E ＝6 V ，电源内阻r ＝0.5 Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab 对导轨的压力恰好是零，并使ab 处于静止．(导轨光滑)求所加磁场磁感强度的大小和方向．解析：因ab 对导轨压力恰好是零且处于静止，ab 所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B 的方向应为水平向右．(2分)ab 中的电流I ＝E R ＋r ＋r ab ＝62＋0.5＋0.5A ＝2 A(2分) F ＝ILB ＝mg (2分)B ＝mg IL ＝5×10－2×102×0.2T ＝1.25 T ．(2分) 答案：1.25 T 水平向右12．(14分)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q ＝－3.2×10－19 C ，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：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能E k .解析：(1)轨迹如图．(4分)(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有q v B ＝m v 2R(2分) R ＝m v qB＝6.4×10－27×4×1043.2×10－19×2×10－3 m ＝0.4 m ．(2分)(3)由动能定理可得带电粒子飞出电场时的动能为E k ＝EqL ＋12m v 2 ＝40×3.2×10－19×0.2 J ＋12×6.4×10－27×(4×104)2 J ＝7.68×10－18 J ．(6分)答案：(1)轨迹见解析图 (2)0.4 m (3)7.68×10－18 J13. (18分)如图所示，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直xOy 平面向里，电场线平行于y 轴．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小球，从y 轴上的A 点水平向右抛出，经x 轴上M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x 轴上的N 点第一次离开电场和磁场，MN 之间的距离为L ，小球过M 点时的速度方向与x 轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g ，求：(1)电场强度E 的大小和方向；(2)小球从A 点抛出时初速度v 0的大小；(3)A 点到x 轴的高度h .解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qE ＝mg ①(2分)E ＝mg q②(2分) 重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．(2)小球做匀速圆周运动，O ′为圆心，MN 为弦长，∠MO ′P ＝θ，如图所示．设半径为r ，由几何关系知L 2r＝sin θ③(2分) 小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v ，有q v B ＝m v 2r④(2分) 由速度的合成与分解知v 0v ＝cos θ⑤(2分)由③④⑤式得v 0＝qBL 2mcot θ.⑥(2分) (3)设小球到M 点时的竖直分速度为v y ，它与水平分速度的关系为v y ＝v 0tan θ⑦(2分) 由匀变速直线运动规律v 2y ＝2gh ⑧(2分)由⑥⑦⑧式得h ＝q 2B 2L 28m 2g.(2分) 答案：(1)mg q 方向竖直向上 (2)qBL 2m cot θ (3)q 2B 2L 28m 2g。
【优化方案】2013-2014学年高二物理(RJ.选修3-1)：第三章第五节知能演练轻松闯关
【优化方案】2013-2014学年高二物理（RJ.选修3-1）：第三章第五节知能演练轻松闯关A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转解析：选B.由安培定则，电流在其下方所产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则，电子流所受洛伦兹力向下，故向下偏转，故选B.4.如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场．现用水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动．在加速运动阶段()A．地面对乙物块的摩擦力逐渐减小B．甲、乙两物块的加速度逐渐增大C．乙对甲的摩擦力逐渐增大D．甲对乙的摩擦力逐渐减小解析：选D.加速过程中，甲受向下的洛伦兹力逐渐增大，乙对地板的压力逐渐增大，乙受摩擦增大，则加速度逐渐减小，A、B错误．甲的加速度是由乙对它的摩擦力产生的，由牛顿第二定律知，甲、乙间的摩擦力逐渐减小，C错误D 正确．故选D.5．有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2 T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10－14 N ，则质子射入时速度为多大？将在磁场中向哪个方向偏转？解析：质子运动方向与磁场方向垂直， 所以F ＝q v Bv ＝F qB ＝9.6×10－141.6×10－19×1.2m/s ＝5×105 m/s 根据左手定则，质子受力方向向东，所以质子将向东偏转．答案：5×105 m/s 向东一、选择题1．在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )解析：选BC.电子必受与电场反向的电场力，当其运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力，当其运动方向与磁场垂直时必受与磁场垂直的洛伦兹力．电子做直线运动合力可能为零，若不为零则必与速度共线．由此可判知，B 、C 正确．2．如图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z 轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向解析：选B.电子沿x轴正方向运动，则电流沿x轴负方向；要使电子偏向z轴负方向，则电子所受洛伦兹力或电场力应沿z轴负方向；由此可知磁场方向沿y轴正方向或电场方向沿z轴正方向．故选B.3.如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，所加匀强电场的方向为()A．沿＋y方向B．沿－y方向C．沿－x方向D．因不知粒子的正负、无法确定解析：选B.若粒子带正电，由左手定则可知洛伦兹力方向沿y轴的正方向，要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，电场力与洛伦兹力一定等大、反向，则电场方向应沿y轴的负方向；若粒子带负电，同理可知电场方向仍沿y轴的负方向．故选B.4.如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时()A．小球的动能相同B．丝线所受的拉力相同C．小球所受的洛伦兹力相同D．小球的向心加速度相同解析：选AD.带电小球受到的洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变，动能相同，A 正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次过O点时洛伦兹力方向相反，绳的拉力大可知向心加小也就不同，B、C错误；由a＝v2R速度相同，D正确．故选AD.5. (2019·成都四中高二检测)如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒AB从高h处自由下落，则() A．A端先着地B．B端先着地C．两端同时着地D．以上说法均不正确解析：选B.AB棒中自由电子随棒一起下落，有向下的速度，并受到向左的洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，B端带正电．A端受到向上的电场力，B端受到向下的电场力，B端先着地．故选B.6.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率与未加磁场时相比() A．变大B．变小C．不变D．条件不足，无法判断解析：选B.加上匀强磁场后，物体向下运动时受到一个垂直斜面向下的洛伦兹力，物体对斜面的压力变大，所受摩擦力变大，克服摩擦力做功增加，由动能定理知，加上磁场后，物体到达斜面底端时的动能变小，速度变小，故选B.7.如图所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上．设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则下列结论不．正确的是( )A ．x 1＞x 2B ．t 1＞t 2C ．v 1＞v 2D ．v 1＝v 2解析：选C.小球离开桌面具有水平速度，无磁场时做平抛运动，水平射程x 2＝v 0t 2，下落高度h ＝12gt 22；有磁场时小球除受重力外还受到洛伦兹力的作用，而洛伦兹力时刻与速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向将做变加速运动，而竖直方向加速度a ＝mg －F m (F 为洛伦兹力在竖直方向的分量)，即a ＜g ，因此下落h 高度用的时间t 1＞t 2，B 选项正确．水平方向的位移x 1＞x 2，A 选项正确．又因为洛伦兹力不做功，只有重力做功，故机械能守恒，所以v 1＝v 2，D 选项正确，C 选项错误．故选C.8.如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B 中．现给滑环一个水平向右的瞬时速度，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A ．始终做匀速运动B．先做减速运动，最后静止在杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动解析：选ABD.带电滑环向右运动所受洛伦兹力的方向向上，其大小与滑环的初速度大小有关．由于滑环的初速度大小未具体给出，所以洛伦兹力与滑环的重力可能出现三种不同的关系，故选ABD.☆9.如图所示，匀强磁场的方向竖直向下．磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口飞出，则()A．小球带负电B．小球离开管口前的运动轨迹是一条抛物线C．洛伦兹力对小球做正功D．拉力F应逐渐减小解析：选B.指向管口的洛伦兹力f1＝q v B，由左手定则可知，小球带正电，小球的加速度a ＝q v B恒定．小球的运动为沿管方向的匀加速直m线运动(初速度为零)和沿F方向的匀速直线运动的合运动，轨迹是一条抛物线．沿管方向的运动速度v ′＝at ＝q v Bt m ，受到垂直于管的洛伦兹力f 2＝qB v ′.f 1和f 2的合力是小球受到的洛伦兹力的合力，此力跟合速度垂直，不做功．由小球沿F 方向上做匀速直线运动知F ＝f 2＝q 2B 2v t m ，故F应逐渐增大．故选B.二、非选择题10．一初速度为零的质子，经过电压为1 880 V 的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×10－4 T 的匀强磁场中，质子受到的洛伦兹力多大？(质子质量m ＝1.67×10－27kg)解析：质子在电场中加速，设末速度为v ，则12m v 2＝eU ① 质子垂直进入磁场中，受到的洛伦兹力F ＝e v B ②由①②两式得F ＝eB ·2eU m ，代入数据得F ＝4.8×10－17 N.答案：4.8×10－17 N11.质量为m ，带电量为q 的微粒，以速度v 与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷．(2)磁感应强度的大小．解析：(1)微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，微粒受重力mg ，电场力qE ，洛伦兹力q v B ，由此可知，微粒带正电，受力如图所示．qE ＝mg ，则电场强度E ＝mg q .(2)由于合力为零，则q v B ＝2mg ，所以B ＝2mg q v .答案：(1)mg q 正电 (2)2mg q v☆12.一个质量为m ＝0.1 g 的小滑块，带有q ＝5×10－4 C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg 、斜面支持力F N 和洛伦兹力F .若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F 方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有q v B ＋F N －mg cos α＝0当F N ＝0时，小滑块开始脱离斜面所以v ＝mg cos αBq ＝0.1×10－3×10×320.5×5×10－4 m/s ＝2 3 m/s ≈3.46 m/s.(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgx sin α＝12m v 2 斜面的长度至少应是x ＝v 22g sin α＝(23)22×10×0.5m ＝1.2 m. 法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mg sin α＝ma由运动学公式得：v2＝2ax.解得x＝v2＝1.2 m.2g sin α答案：(1)带负电(2)3.46 m/s(3)1.2 m。
【优化方案】高中物理 第13章 本章优化总结课件 新人教选修34
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例1 如图13－1所示，三角形ABC是由折射率为 2 的某种透明物质制成的直角三棱镜的横截面 (O为AB的中点)，∠A＝30°.一束光线在纸面内 从O点射入棱镜，光线与AB面间的夹角为α.若不 考虑光线在AB和BC面上的反射，则： (1)若α＝45°，请作出光路图并标明相应角度． (2)要使射入O点的光线能从AC面射出，夹角 α(0°＜α＜90°)应满足什么条件？结果可用反 三角函数表示．
sin90°－α1＝ sin15°
2，
解得 α1＝90°－arcsin( 2sin15°)， 当 α 角为 90°时，射向 AC 的光线入射角为 30°，
不会发生全反射，故要使射入 O 点的光线能从
AC 面射出，夹角 α 应满足 90°－arcsin( 2sin15°)
＜α＜90°.
【答案】 见精讲精析
本章优化总结
知识网络构建
本
章
优
化
专题归纳整合
总
结
章末综合检测
知识网络构建
光的反射 光的折射 光的干涉 光 光的衍射 光的偏振 光的色散 激光
专题归纳整合
专题1 光的折射和全反射现象的分析与计算
1．光路分析与计算 (1)确定光是由光密介质进入光疏介质，还是由光疏 介质进入光密介质，并根据 sinC＝1n确定临界角，判 断是否发生全反射． (2)画出光线发生折射、反射的光路图(全反射问题中 关键要画出入射角等于临界角的“临界光路”)． (3)结合光的反射定律、折射定律及全反射理论、几 何关系进行分析与计算．
图13－3
例2 (2011年江苏启东中学高二检测)如图13－4
所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光
【优化方案】高中物理 第3章 本章优化总结课件
第二十页，共22页。
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内容总结
本章优化总结。交变电流的瞬时值与图象的综合。1．交变电流的最大值Im、Em、周期 T.。3．可找出线圈平行磁感线的时刻．。4．判断线圈中磁通量的变化情况．。5．分析判
No 断i、e随时间的变化规律．。图3－3。【答案】 A Image
第二十二页，共22页。
本章优化总结
第一页，共22页。
知识网络构建
本
章
优
化
专题归纳整合
总
结
章末综合检测
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知识网络构建
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专题归纳整合
专题1 交变电流四值的计算和应用
1．瞬时值：瞬时值是交变电流某一时刻的值，线圈 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的电动 势瞬时值表达式e＝Emsinωt，电流瞬时值表达式i＝ Imsinωt，其中θ＝ωt为线圈与中性面的夹角，一般用于
第五页，共22页。
4．有效值：正弦式交流电的有效值
I＝
Im ，其 2
他交变电流的有效值根据有效值的定义计算，
求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要
用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、
电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是
有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额
定电流是有效值．
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栏目 导引
第三章
磁场
例1
请根据图中给出的条件，运用左手定则，求出各
图中第三个物理量的方向．
【思路点拨】 解答本题可按以下思路分析： 明确两个已 判定第三个 ― 左手定则 ― → → 知量的方向 量的方向
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第三章
磁场
【解析】
根据各图中已知方向利用左手定则，判知： 乙：F垂直于纸面向里
【答案】
A
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磁场
安培力作用下导体运动方向的判断
如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用F＝BIL 进行定量的计算，但可用F＝BIL和左手定则进行定性的讨 论，常用的方法有以下几种： 电流 元法 等效 法 把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断 每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导 线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效 成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立
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磁场
3．在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习 的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点 力平衡的条件列出平衡方程．其中重要的是在受力分析过程
中不要漏掉了安培力．
特别提醒：(1)安培力作为一种性质力，在受力分析时要单独 分析，不可与其他力混为一谈． (2)为方便对问题的分析和便于列方程．在受力分析时先将立 体图画成平面图，即画成俯视图、剖面图或侧视图等．
多少？
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磁场
【解析】
杆ab中的电流方向为a到b，所受的安培力方向平
行于导轨向上．当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所 受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值 F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时， 应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电
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磁场
根据受力图乙列式如下 F2＋Ff2－mgsin θ＝0(2分) FN2－mgcos θ＝0(2分) Ff2＝μFN2(1分)
F2＝BImind.(1分)
解上述方程得：Imin＝0.14 A．(1分) 所以通过ab杆的电流范围为0.14 A≤I≤0.46 A. 【答案】 0.14 A≤I≤0.46 A
金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接
到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法 正确的是( )
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磁场
A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动
B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动
C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动 D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动 解析：选BD.若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向 向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力
3．方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直
于B和I所决定的平面.
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磁场
二、安培力的大小 自主探究 把长度为L的导线放置在磁感应强度为B的磁场中，若导线 中的电流为I，则
(1)当导线垂直于磁场方向放置时，导线受力为多少？
(2)当导线平行于磁场方向放置时，导线受力为多少？ (3)当导线与磁场成θ角时，安培力的大小为多少？
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磁场
对安培力大小计算公式的深刻理解
1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如
图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
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磁场
3．若磁场和电流成θ角时，如图所示．
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磁场
成功发现 磁场 电流 1．安培力的方向与______方向、______方向有关．
2. 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且 掌心 都与手掌在同一个平面内；让磁感线从______进入，并使四 电流 拇指 指指向______的方向，这时______所指的方向就是通电导线 在磁场中所受安培力的方向(如图所示)．
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磁场
【范例】
(16分)质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为
θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与 导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场 与导轨平面垂直且方向向下，如图所示．现调节滑动变阻器
的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为
流为Imin.(2分)
正确地画出两种情况下的受力图如图所示， 由平衡条件列方程求解．
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磁场
根据受力图甲列式如下： F1－mgsin θ－Ff1＝0(2分)
FN1－mgcos θ＝0(2分)
Ff1＝μFN1(1分) F1＝BImaxd(1分)
解上述方程得：Imax＝0.46 A(1分)
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磁场
【答案】
A
两个模型及对应的结论
【规律总结】
1．两电流平行的模型：同向电流相互吸引，异向电流相 互排斥． 2．两电流不平行的模型：两个电流不平行时，有转到平
行且电流方向相同的趋势，边转动边相互吸引．
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磁场
跟踪训练2
(2012· 高考海南卷)如图所示的装置可演示磁
场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面 内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的
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磁场
3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关 系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向 与电场的方向平行．
特别提醒：(1)F安⊥I，F安⊥B，但B与I不一定垂直．
(2)判断通电导线在磁场中所受安培力时,注意一定要用左手, 并注意各方向间的关系． (3)若已知B、I方向，F安方向唯一确定，但若已知B(或I)、F
安培力方向的判断——左手定则
1．安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的 平面．在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判 断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判 断出安培力的具体方向． 2．当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直 于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安 培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．(电流与 B 垂 直时，一定要让磁感线垂直穿过手心，否则可能出现错误)
第三章
磁场
第四节
通电导线在磁场中受到的力
第三章
磁场
学习目标
1.掌握安培力 3．了解磁电式电流表的原理．
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磁场
新知初探·自主学习
一、安培力的方向
自主探究 安培力方向与哪些因素有关 (1)在如图所示的实验中，上下交换磁极的 位置，发现导线受力方向发生改变，这说 明安培力的方向与什么因素有关？ (2)改变导线中电流的方向，发现导线受力的方向发生改 变，这说明安培力的方向与什么因素有关？ (3)仔细分析实验结果，安培力的方向与磁场方向、电流 方向有怎样的关系？
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磁场
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然 置法 后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势， 同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行 结论法 的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相 同的趋势 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题， 转换研 可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由 究对象 牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力, 法 从而确定磁体所受合力及运动方向 特别提醒：(1)导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法
B．顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C．逆时针方向转动，同时离开导线AB D．顺时针方向转动，同时离开导线AB
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磁场
【思路点拨】
首先把一条导线看作处于另一条导线的电
流产生的磁场中，然后按下列步骤分析： (1)弄清导线所在位置的磁场分布情况． (2)结合左手定则准确判断导线所受安培力的方向． (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向．
可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcos θ，
而B∥不产生安培力． F＝ILB⊥＝ILBsin θ，即F＝ILBsin θ. 特别提醒：(1)公式F＝ILBsin θ中θ是B和I方向的夹角，不能 盲目应用题目中所给的夹角,要根据具体情况进行分析. (2)公式中的L可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”.
判断其受力情况．
(2)判断条形磁铁(或小磁针)与环形电流间的相互作用时，通 常选择等效法．
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磁场
例3 两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相 隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自 由转动．它们通以图示方向的直流电流时，CD导线将( A．逆时针方向转动，同时靠近导线AB )
向左，则L向左滑动，A选项错误,同理判定B、D选项正确，
C选项错误．故选BD.
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磁场
寻规探法·思维启迪
安培力作用下的平衡问题 1．有安培力参与的物体平衡，此平衡与前面所讲的物体平 衡一样，只是多了一个安培力而已． 2．与闭合电路欧姆定律相结合的题目主要应用： (1)闭合电路欧姆定律． (2)安培力求解公式 F＝BIL 及左手定则． (3)物体平衡条件．
提示：(1)当B⊥I时，F＝ILB.
(2)当B∥I时，F＝0. (3)当B与I成θ角时，F＝ILBsin θ.
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第三章