高中物理第3章磁场章末分层突破课件新人教版选修3-1
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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章磁场章末分层突破
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开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为 F＝IBL② 式中，I是回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3 cm， 由胡克定律和力的平衡条件得 2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③
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由欧姆定律有 E＝IR④ 式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻． 联立①②③④式，并代入题给数据得 m＝0.01 kg.⑤ 【答案】 安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg
所示l＝R＝4.55 cm，当θ＝45°时，击中板的范围如图4所示，l＞R(R＝4.55 cm)，
故选项D正确，选项C错误．
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【答案】 AD
图4
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5．(2015·全国卷Ⅰ)如图3-10，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹 簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向 里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V的电 池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关， 系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度 大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．
3mg BL
.再由左手定则可知，导体棒中电
流的方向应垂直纸面向里，故选项C正确．
【答案】 C
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2．(2015·全国卷Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的 k倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相 比，Ⅱ中的电子( )
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° ，
高中物理人教新课标版选修3-1 第三章 磁场1 磁现象和磁场(共29张PPT)
磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电 后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持 相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两 侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电 磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道 上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点 的电磁体（N极）所排斥。
最初发现的磁体是被
称为“天然磁石”的
矿物,其中含有主要成
分为Fe3O4,能吸引铁 质物体.
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《吕氏春秋·精通》中记载有 “慈石召铁，或引之也”，这表明， 早在春秋战国时期，关于磁石吸铁性 的知识已经相当普遍，并已经开始用 于找矿了。
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电磁炉
电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理， 通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底 部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部 分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规 则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高 速发热，用来加热和烹饪食物。
第三章 磁 场
最初发现的磁体是被
称为“天然磁石”的
矿物,其中含有主要成
分为Fe3O4,能吸引铁 质物体.
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《吕氏春秋·精通》中记载有 “慈石召铁，或引之也”，这表明， 早在春秋战国时期，关于磁石吸铁性 的知识已经相当普遍，并已经开始用 于找矿了。
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电磁炉
电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理， 通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底 部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部 分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规 则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高 速发热，用来加热和烹饪食物。
第三章 磁 场
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课件
三、安培分子电流假说
1.分子电流假说
s
N
任何物质的分子中都存在环形电流——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。 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释：
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
3.磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质 上都是运动电荷产生的
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
四、匀强磁场
1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场， 通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为 是匀强磁场。 3、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、 疏密均匀的直线
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
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人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
为了解释地球的磁性，19世纪安培假
设：地球的磁场是由绕过地心的轴的
环形电流 I 引起的．在下列四个图中，
正确表示安培假设中环形电流方向的
是(
)
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
五、磁通量
1、定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘
积
公式：Φ=BS (条件：B⊥S)
单位：Wb 1Wb=1Tm2
2、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数的多少
3、磁通密度：穿过单位面积的磁通量
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
1.分子电流假说
s
N
任何物质的分子中都存在环形电流——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。 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释：
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
3.磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质 上都是运动电荷产生的
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四、匀强磁场
1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场， 通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为 是匀强磁场。 3、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、 疏密均匀的直线
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为了解释地球的磁性，19世纪安培假
设：地球的磁场是由绕过地心的轴的
环形电流 I 引起的．在下列四个图中，
正确表示安培假设中环形电流方向的
是(
)
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五、磁通量
1、定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘
积
公式：Φ=BS (条件：B⊥S)
单位：Wb 1Wb=1Tm2
2、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数的多少
3、磁通密度：穿过单位面积的磁通量
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
人教版选修3-1第三章磁场章节复习(21张)-PPT优秀课件
人教版选修3-1 第三章磁场章节复习(共21张PPT) 【PPT优 秀课件 】-精 美版
例、 如图所示，通电直导线 ab 质量为 m，水平地放置在倾 角为 θ 的光滑导轨上，导轨宽度为 L ，通以图示方向的电流，电流 大小为 I，要求导线 ab静止在斜面上。
(1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？ (2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？
例、一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一 初速射入如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为 B，磁场宽度为L） ，要使此带电粒子穿过这个 磁场，则带电粒子的初速度应为多大？
人教版选修3-1 第三章磁场章节复习(共21张PPT) 【PPT优 秀课件 】-精 美版
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当v与B成θ角时，F洛=qvBsinθ
2、方向：用左手定则判断
v
+
注意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。
3、特点：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变速度的方 向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。
4、洛仑兹力与安培力的关系 洛仑兹力是安培力的微观本质，安培力是洛仑兹力的宏观表现
①圆心的确定 a、两个速度方向垂直线的交点。 （常用在有界磁场的入射与出射 方向已知的情况下）
V O
b、一个速度方向的垂直线和一条弦 的中垂线的交点
②半径的确定
应用几何知识来确定！
O
③运动时间：
t
3600
T
人教版选修3-1 第三章磁场章节复习(共21张PPT) 【PPT优 秀课件 】-精 美版
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人教版高中物理选修3-1：3.1磁现象和磁场课件(共35张PPT)
安培曾写道：“奥斯特先生……已经 永远把他的名字和一个新纪元联系在一起 了。”
F
F′
？
同 向 电 流 互 相 吸 引
反 向 电 流 互 相 排 斥 .
三、磁场 1、磁体或电流周围空间存在的一 种特殊物质。
F
F′
2、磁场的基本性质： 磁场对放入其中的磁体或通电 导体会产生磁力作用。
四、地磁场 1、地球是一个巨大的磁体。 2、地球周围空间存在的磁场叫地磁 场。
第三章 磁场
第一节 磁现象和磁场
• ☆教材分析 • 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节 课，从整个章节的知识安排来看，本节是此 章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础， 是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也 是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要 的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供 铺垫。
•
• •
• •
• ☆重点难点 • 电流的磁效应、磁场的定义与基本特征是 本节重点，也是难点
中国古代对磁的认识
中国古代四大发明之一 司南（指南针）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ东汉王充
最初发现的磁体是被称为“天然磁石” 的矿物，其主要成分为Fe3O4 ，能吸引铁质物 体.
磁铁多是由铁、钴、镍等金属或某些氧化物制成。
注意：天然磁石和人造磁铁都是永磁体。
3、 地球的地理两极与地磁两极反向但并不重 合，其间有一个夹角，叫磁偏角。因此，指南针 所指方向不是正南方，而是和地磁南极有一个夹 角。
磁南极
地理 北极
地理 南极
磁北极
3、 地球的地理两极与地磁两极反向但并不重 合，其间有一个夹角，叫磁偏角。因此，指南针 所指方向不是正南方，而是和地磁南极有一个夹 角。
奥斯特早在读大学时 就深受康德哲学思想的影 响，认为各种自然力都来 自同一根源，可以相互转 化。
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巩 固 层
拓 展 层
· 知 识 整 合
·
考
题
链
章末分层突破
接
提
升 层 · 能
章 末 综
力
合
强 化
测 评Байду номын сангаас
[自我校对] ①运动的电荷 ③B＝IFL ⑤N→S ⑦垂直 ⑨mqBv
②运动电荷(电流)
④北极 ⑥S→N ⑧ILB(B⊥L) ⑩2qπBm
有关安培力问题的分析与 计算
安培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，然后根据题中条件由牛顿定律或动能定 理等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：
图3-7
【答案】 ABD
我还有这些不足： (1) _____________________________________________________________ (2) _____________________________________________________________ 我的课下提升方案： (1) _____________________________________________________________ (2) _____________________________________________________________
带电粒子在洛伦兹力作用下的多 解问题
1.带电粒子的电性不确定形成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，当粒子具有相同 速度时，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，导致多解．如图3-2所示，带电粒子以 速率v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a；若带负电，其轨迹为b.
图3-2
1．(2016·石家庄检测)质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆轨 道上，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有 恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图 3-7所示，则下列关于导体棒中电流的分析正确的是( )【导学号：08160178】
拓 展 层
· 知 识 整 合
·
考
题
链
章末分层突破
接
提
升 层 · 能
章 末 综
力
合
强 化
测 评Байду номын сангаас
[自我校对] ①运动的电荷 ③B＝IFL ⑤N→S ⑦垂直 ⑨mqBv
②运动电荷(电流)
④北极 ⑥S→N ⑧ILB(B⊥L) ⑩2qπBm
有关安培力问题的分析与 计算
安培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，然后根据题中条件由牛顿定律或动能定 理等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：
图3-7
【答案】 ABD
我还有这些不足： (1) _____________________________________________________________ (2) _____________________________________________________________ 我的课下提升方案： (1) _____________________________________________________________ (2) _____________________________________________________________
带电粒子在洛伦兹力作用下的多 解问题
1.带电粒子的电性不确定形成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，当粒子具有相同 速度时，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，导致多解．如图3-2所示，带电粒子以 速率v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a；若带负电，其轨迹为b.
图3-2
1．(2016·石家庄检测)质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆轨 道上，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有 恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图 3-7所示，则下列关于导体棒中电流的分析正确的是( )【导学号：08160178】