高中物理选修3-1沪科版课件：4.3
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上海科技教育出版社(沪科版)高中物理选修3-1：探究洛伦兹力_课件3
探究洛伦兹力
一、洛伦兹力
1、洛伦兹力的本质
F
磁场对未通电的导体 无力的作用
F
I
磁场对通电导体 有力的作用
猜想
fff
I
磁场对通电导体的力作 用在运动电荷上,安培力
是这些力的宏观表现
实验 验证
洛伦兹力f
宏观 微观
安培力F
一、洛伦兹力
2、定义： 运动电荷受磁场的作用力。
3、方向： 遵从左手定则 （f⊥v，f⊥B）
L＝vt
当 B、 v夹 θ角时：f＝qvB sin θ ＝qvB⊥ qv⊥B
二、研究带电粒子在磁场中的运动
1、运动轨迹的探究
（1）理论探究 由f⊥v f 作为向心力，q做匀速圆周运动。
线圈 真空管
（2）实验观察
无磁场时 有磁场时
2、运动的半径和周期
由 得： 运动周期为：
v2 qvB m
解：质子在圆形磁场中走过一段圆弧后离开磁场区域，如 图所示。
半径： r = mv/qB∝v
v越大，r越大，路程越小
偏向角：tanθ / 2 R / r qBR / mv
v越大， θ越小
运动时间： t θ T
2π
θ越小，t越小
质子最终将离开圆形磁场，所以在磁场中运动的时间不
可能无限长。
5、如图所示，一质量为m＝0.1 g的小滑块，带有q＝5×10－4 C
4、大小：
问题：设导体处于强度为B的匀强磁场中，横
截面积为S，单位体积的自由电荷数为n,电荷电量
为q，定向移动的平均速率为v，求q受的洛伦兹力f。
解：电流大小为 I nqvS
S
F＝Nf
导 线 内 电 荷 数 为 ： N n vt S
一、洛伦兹力
1、洛伦兹力的本质
F
磁场对未通电的导体 无力的作用
F
I
磁场对通电导体 有力的作用
猜想
fff
I
磁场对通电导体的力作 用在运动电荷上,安培力
是这些力的宏观表现
实验 验证
洛伦兹力f
宏观 微观
安培力F
一、洛伦兹力
2、定义： 运动电荷受磁场的作用力。
3、方向： 遵从左手定则 （f⊥v，f⊥B）
L＝vt
当 B、 v夹 θ角时：f＝qvB sin θ ＝qvB⊥ qv⊥B
二、研究带电粒子在磁场中的运动
1、运动轨迹的探究
（1）理论探究 由f⊥v f 作为向心力，q做匀速圆周运动。
线圈 真空管
（2）实验观察
无磁场时 有磁场时
2、运动的半径和周期
由 得： 运动周期为：
v2 qvB m
解：质子在圆形磁场中走过一段圆弧后离开磁场区域，如 图所示。
半径： r = mv/qB∝v
v越大，r越大，路程越小
偏向角：tanθ / 2 R / r qBR / mv
v越大， θ越小
运动时间： t θ T
2π
θ越小，t越小
质子最终将离开圆形磁场，所以在磁场中运动的时间不
可能无限长。
5、如图所示，一质量为m＝0.1 g的小滑块，带有q＝5×10－4 C
4、大小：
问题：设导体处于强度为B的匀强磁场中，横
截面积为S，单位体积的自由电荷数为n,电荷电量
为q，定向移动的平均速率为v，求q受的洛伦兹力f。
解：电流大小为 I nqvS
S
F＝Nf
导 线 内 电 荷 数 为 ： N n vt S
沪科版高中物理选修(3-1)1.1《静电现象与电荷守恒》ppt课件
●教学地位 1．本节由电荷、电荷守恒定律、摩擦起电和感应起电、 元电荷等内容组成，是本章的预备性知识，也是学习电学的 开始． 2．结合摩擦起电和感应起电现象，理解电荷守恒定律是 本节的重点，感应起电和元电荷的概念是学习本节的难点． 3．学习本节内容，要进一步突出“守恒”的思想，本节 内容虽然简单，但教学中占有重要的地位，可以引领学生进 入电学的大门，培养学生积极探索的兴趣和精神．
【提示】 带电，带负电，丝绸的原子核对核外电子的
束缚本领强．任何起电过程都遵守电荷守恒定律．
三种起电方法的分析和比较
【问题导思】 1．你了解的起电方法共有哪几种？ 2． 感应起电成功的关键是什么？感应起电适用于导体还 是绝缘体？为什么？
1．三种起电方法的比较
方法 内容 产生及条件 பைடு நூலகம்擦起电 感应起电 导体靠近带电体时 接触起电
●新课导入建议 在日常生活中，我们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服 睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光；见面握 手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般的刺痛， 令人大惊失色；早上起来梳头时，头发经常会“飘”起来， 越理越乱；拉门把手、开水龙头时也可能会“触电”，并发 出“啪、啪”的声响．让学生分析这些现象产生的原因，并 列入新课．
静电感应
．
的多少叫做电荷量，简
称电荷 或 电量 ．在国际单位制中，单位是 库仑 ，用 C 表 示．
2．思考判断 (1) 用丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的硬橡胶棒靠 近时相互吸引． (√) (2)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体导体仍 然带电．(× ) (3)感应起电的实质是带电体的电荷飞到了导体上． (× )
倍．所以，电荷量 e 称为 元电荷 ．
电荷量 e 的 整数
沪科版课件高中物理选修3-1第3章《探究电阻定律》
2.公式 R＝ρLS的适用条件：温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均 匀的电解质溶液.
3.电阻率与温度的关系：(1)金属的电阻率随温度升高而增大. (2)半导体和绝缘体的电阻率随温度的升高而减小，而且变化也不是 线性的.
二、电阻的串联、并联 1.如 图所示是两个 电阻的串联电路 .请你 利用欧姆定律和电压 关系推
1 9
4.(电阻的串、并联)三个阻值都为 R
的电阻，它们任意连接、组合，
得到的电阻值可能是 (BCD)
A.0.5R C.1.5R
B.3R D.23R
解析 全部串联 R1＝3R，全部并联 R2＝R3；两并一串 R3＝R＋R2＝32R＝ 1.5R.两串一并 R4＝22RR＋·RR＝23R，综
上正确选项为 B、C、D.
2 导线原来两端的电压为 U＝IR，拉 长后为 U′＝IR′＝4IR＝4U.
2.(并 联电路 的特 点)下列说 法中
正确的是
( ABC )
A.一个电阻和一根无电阻的理
想导线并联，总电阻为零
B.并联电路任一支路的电阻都
大于电路的总电阻
C.并联电路任一支路电阻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大
(其他支路不变)，则总电阻也
增大
D.并联电路任一支路电阻增大
一、公式 R＝ρLS的应用 例 1 目前集成电路的集
成度很高，要求里面的 各种电子元件都微型 化，集成度越高，电子
解析 设正方形导体
表面的边长为 a，厚 度为 d，材料的电阻 率为 ρ，根据电阻定 律 得 R＝ ρLS＝ρaad＝
元件越微型化、越小.图中 R1 和 R2 是两个材料 ρ，可见正方形电阻的
一、探究电阻定律 1.家中的白炽灯灯丝断了，恰好又没有新的可换，轻轻摇晃灯泡，把
沪科版高中物理选修(3-1)4.3《典型案例分析》ppt课件
【提示】 照明电路的用电器是并联的．用电高峰时，
用电器增多，电路中的总电阻减小，干路上的总电流增大， 电路上损失的电压增大，各支路上的电压减小，故电灯不如 平常亮．
欧姆表的原理与使用
【问题导思】 1．欧姆表测量电阻的理论根据是什么？ 2．什么是中值电阻？
1．原理如图 4－ 3－4 所示．
甲
乙 图 4－ 3－4
【审题指导】 (1)用欧姆表测电阻时，待测电阻 Rx 与内 部电路组成串联电路． (2)应用闭合电路欧姆定律列式求解．
【解析】 使用欧姆表测量电阻时，对电路应用闭合电
路欧姆定律，当电流表满偏时有： E Ig＝ ，其中 R 内为欧姆表的内阻． R内 E 1.5 所以有： R 内＝ ＝ Ω＝ 5 000 Ω Ig 300× 10－ 6
图 4－3－6
按正确使用方法测量电阻 Rx 阻值时， 指针指在刻度盘的 正中央，则 Rx＝ ________ kΩ.若该欧姆表使用一段时间后， 电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用 方法再测上述 Rx，其测量结果与原结果相比将________(填 “变大”“变小”或“不变”)．
丙
欧姆表的测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所 E 以通过表头的电流为：I＝ ，Rx 与电流 I 一一对 Rx＋R＋ Rg＋r 应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上 直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表．其中， R 也叫调零电阻， R＋ Rg＋r 为欧姆表的内阻．
2．刻度标注
(2012· 杭州高二检测)如图 4－3－5 所示为欧姆 表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为 300 μA，内阻 Rg＝100 Ω，调零电阻最大值 R＝50 kΩ，串联的定值电阻 R0 ＝50 Ω，电源电动势 E＝1.5 V，当电流是满偏电流的二分之 一时，用它测得的电阻 Rx 是多少？
用电器增多，电路中的总电阻减小，干路上的总电流增大， 电路上损失的电压增大，各支路上的电压减小，故电灯不如 平常亮．
欧姆表的原理与使用
【问题导思】 1．欧姆表测量电阻的理论根据是什么？ 2．什么是中值电阻？
1．原理如图 4－ 3－4 所示．
甲
乙 图 4－ 3－4
【审题指导】 (1)用欧姆表测电阻时，待测电阻 Rx 与内 部电路组成串联电路． (2)应用闭合电路欧姆定律列式求解．
【解析】 使用欧姆表测量电阻时，对电路应用闭合电
路欧姆定律，当电流表满偏时有： E Ig＝ ，其中 R 内为欧姆表的内阻． R内 E 1.5 所以有： R 内＝ ＝ Ω＝ 5 000 Ω Ig 300× 10－ 6
图 4－3－6
按正确使用方法测量电阻 Rx 阻值时， 指针指在刻度盘的 正中央，则 Rx＝ ________ kΩ.若该欧姆表使用一段时间后， 电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用 方法再测上述 Rx，其测量结果与原结果相比将________(填 “变大”“变小”或“不变”)．
丙
欧姆表的测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所 E 以通过表头的电流为：I＝ ，Rx 与电流 I 一一对 Rx＋R＋ Rg＋r 应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上 直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表．其中， R 也叫调零电阻， R＋ Rg＋r 为欧姆表的内阻．
2．刻度标注
(2012· 杭州高二检测)如图 4－3－5 所示为欧姆 表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为 300 μA，内阻 Rg＝100 Ω，调零电阻最大值 R＝50 kΩ，串联的定值电阻 R0 ＝50 Ω，电源电动势 E＝1.5 V，当电流是满偏电流的二分之 一时，用它测得的电阻 Rx 是多少？
高中物理 143 典型案例分析 课件(沪科版选修31)[可修改版ppt]
![高中物理 143 典型案例分析 课件(沪科版选修31)[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/93309c120c22590103029d04.png)
二、欧姆表 1．原理：欧姆表是根据_闭__合__电__路__欧__姆__定__律__原理制 成的．其原理如图4－3－3所示．
图4-3-3
当红、黑表笔相接时(图甲)，相当于被测电阻Rx＝0， 调节RP的阻值，使E/(r＋Rg＋RP)＝Ig，则表头的指针指 到满刻度．所以刻度盘上的指针在满偏处定为刻度零点，
以相应量程的_倍__率__ ．
三、电路的故障分析 1．故障特点 (1)断路特点：电路中发生断路表现为电源电压不 为零，而_电__流__强__度__为零，断路后，电源电压将全部 降落在断路之处，若电路中某两点电压不为零，等于 _电__源__电__压__ ，则这两点间有断点，若电路中某两点电 压为零，说明这两点间_无__断__点__，而这两点与电源连 接部分有断点(以上均假定电路中只有一处断路)． (2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现 为有电流通过电路而该电路_两__端__电__压_为零．
2．故障的分析方法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若 有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转， 则该段电路中有___路断． (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若 有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零， 则该电路被___路短．
基础自测
1．关于多用电表，下列说法正确的是 ( ) A．多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用 一个表头改装而成的 B．用多用电表无论是测电压、电流还是测电 阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势 C．多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是 靠外部提供电流的 D．用多用电表测电压、测电流和测电阻时， 电流都是从红表笔流入的
4．如图4－3－5所示，电源电动势和内阻分别
为E和r，闭合开关S，且向左移动滑动变阻器的滑片，
下列说法正确的是
图4-3-3
当红、黑表笔相接时(图甲)，相当于被测电阻Rx＝0， 调节RP的阻值，使E/(r＋Rg＋RP)＝Ig，则表头的指针指 到满刻度．所以刻度盘上的指针在满偏处定为刻度零点，
以相应量程的_倍__率__ ．
三、电路的故障分析 1．故障特点 (1)断路特点：电路中发生断路表现为电源电压不 为零，而_电__流__强__度__为零，断路后，电源电压将全部 降落在断路之处，若电路中某两点电压不为零，等于 _电__源__电__压__ ，则这两点间有断点，若电路中某两点电 压为零，说明这两点间_无__断__点__，而这两点与电源连 接部分有断点(以上均假定电路中只有一处断路)． (2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现 为有电流通过电路而该电路_两__端__电__压_为零．
2．故障的分析方法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若 有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转， 则该段电路中有___路断． (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若 有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零， 则该电路被___路短．
基础自测
1．关于多用电表，下列说法正确的是 ( ) A．多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用 一个表头改装而成的 B．用多用电表无论是测电压、电流还是测电 阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势 C．多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是 靠外部提供电流的 D．用多用电表测电压、测电流和测电阻时， 电流都是从红表笔流入的
4．如图4－3－5所示，电源电动势和内阻分别
为E和r，闭合开关S，且向左移动滑动变阻器的滑片，
下列说法正确的是
沪科版课件高中物理选修3-1第1章-1.2
4．静电力叠加原理 对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的 静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的 矢量和． 5．静电力的大小计算和方向判断一般分开进行 (1)大小计算 利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号 代入公式，只代入 q1、q2 的绝对值即可． (2)方向判断 在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸．
集中，电荷间的距离就要比 3r 小．由库仑定律，静电力一定
大于
Q2 k9r2
，电荷的吸引也不会使电荷全部集中在相距为
r
的
两点上，所以静电力也不等于 kQr22.正确选项为 B. 【答案】 B
导体球在不能看成点电荷时，其作用力只能定性推断， 两导体球带同种电荷时 F＜kQr1Q2 2，两导体球带异种电荷时 F ＞kQr1Q2 2.
图 1－2－3
A．等于
Q2 k9r2
C．小于
Q2 k9r2
B．大于
Q2 k9r2
D．等于
Q2 k r2
【审题指导】 两球间距和球本身大小差不多，不能看 做是点电荷，所以不能用库仑定律的公式计算，但是可以根 据电荷间的相互作用规律作一个定性分析．
【解析】 由于两带电体带等量异种电荷，电荷间相互
吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面
有三个完全一样的金属小球 A、B、C，A 带电 荷量为 7Q，B 带电荷量为－Q，C 球不带电，将 A、B 两球 固定，然后让 C 球先跟 A 球接触，再跟 B 球接触，最后移去 C 球，则 A、B 球间的作用力变为原来的多少倍？
【审题指导】 求解此题应把握以下三点： (1)先据库仑定律写出 A、B 间原来的库仑力的表达式． (2)据电荷均分原理确定接触后 A、B 的带电量． (3)再据库仑定律写出现在 A、B 间的库仑力．
2018-2019学年高中物理选修3-1沪科版课件：4.3
12345
解析:因为 UAB=220V,U 灯=220V,说明热水器与电源连接完好没有断路,AB 间即电阻丝与指示灯均无短路现象,而是 AB 段和灯有断路现象,选项 C 正 确。 答案:C
12345
5.如图所示,电源电动势 E=6 V,电源内阻不计。定值电阻 R1=2.4 kΩ 、R2=4.8 kΩ 。
U3=U2-U=3V-2V=1V,R3 及 R1 中电流 I1=������������33 = 14A=0.25A。
所以 R1=���������1��� = 0.225Ω =8Ω
此时干路中电流 I 总=I1+I2=1A
所以 E=I 总 r+3
②
由①②得 E=4V,r=1Ω 。
答案:8 Ω 4 V
探究一
探究二
探究一闭合电路欧姆定律的应用
问题导引
大家几乎都注意过这种现象:傍晚是每天的用电高峰时段,灯光较暗,而 夜深人静时,若打开灯的话,灯光特别亮;夏季打开空调后,你会发现灯泡会 变暗,而关掉空调后灯又会马上亮起来,这是为什么呢?
提示当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的, 其总电阻会变小,干路中的电流就会很大,干路上就会有较大的电压降,造成 用户用电器两端的电压变低,所以灯泡亮度也就变暗了。
探究一
探究二
������ ������ 变式训练 2 例题 2 中当开关 S 处于闭合状态时,电阻 R1 突然断路,则
此后通过电阻 R2 的电荷量为多少? 答案:1.8×10-4 C
12345
1.(多选)下列说法中正确的是( ) A.欧姆表的每一挡测量范围都是 0 到∞ B.欧姆表只能用来粗略地测量电阻 C.用欧姆表测电阻,指针越接近刻度中央误差越大 D.用欧姆表测电阻,指针越靠近刻度右边误差越小 解析:从欧姆表的使用,我们知道用每一挡测量前都要进行欧姆调零,而两表 笔断开时,相当于电阻为无穷大,故每一挡测量范围都是从 0 到∞,选项 A 正 确;因欧姆表电阻刻度线不均匀,即电流随电阻非线性变化,故测量出的电阻 不可能是准确值,只能用来粗测,选项 B 正确;欧姆表测电阻,中值附近最准, 越靠近两侧误差越大,选项 C、D 错误。 答案:AB表的读数 I=0.75 A,电压表读数为 U=2 V。某一电阻烧断 后,电流表的读数变为 I'=0.8 A,电压表的读数 U'=3.2 V。已知 R3=4 Ω ,试判 断发生故障的电阻值是多少?电源电动势为多少?
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