高中物理《磁场》课件人教选修31.ppt

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1、 高二物理学年复习高二物理学年复习磁 场2021/8/11 星期三1 一个工具一个工具:磁感线磁感线 两个作用两个作用:安培力安培力 F F安安=IlB=IlB（B B I I）洛仑兹力洛仑兹力 f f洛洛=qvB=qvB（B Bv v）三个思路三个思路:受力分析受力分析 运动分析运动分析 能量动量能量动量四个应用四个应用:速度选择器速度选择器 质谱仪质谱仪 回旋加速器回旋加速器 磁流体发电机磁流体发电机五个细节五个细节:立体问题立体问题 模块问题模块问题 比较问题比较问题 迁移问题迁移问题 选择问题选择问题2021/8/11 星期三2 一种工具一种工具:磁感线磁感线不相交、不相切、北出南进、

2、封闭曲线不相交、不相切、北出南进、封闭曲线磁感线磁感线切线方向疏密程度疏密程度磁感应强度大小磁感应强度大小磁感应强度方向磁感应强度方向2021/8/11 星期三3 一种工具一种工具:磁感线磁感线 安培定则（右手螺旋定则）安培定则（右手螺旋定则）直线电流，弯曲四指指向磁感线方向直线电流，弯曲四指指向磁感线方向 直流环场直流环场 环形电流，大拇指指向中心轴线上磁感线方向环形电流，大拇指指向中心轴线上磁感线方向 环流直场环流直场2021/8/11 星期三4 一种工具一种工具:磁感线磁感线_ 磁感线可以形象地描绘磁场的强弱和方向磁感线可以形象地描绘磁场的强弱和方向2021/8/11 星期三5 一个工具

3、一个工具:磁感线磁感线 两个作用两个作用:安培力安培力 F F安安=IlB=IlB（B B I I）洛仑兹力洛仑兹力 f f洛洛=qvB=qvB（B Bv v）2021/8/11 星期三6 两个作用两个作用:安培力和洛仑兹力安培力和洛仑兹力左左手手定定则则：伸伸开开左左手手,使使大大拇拇指指跟跟四四指指垂垂直直，并并在在同同一一平平面面内内，让让磁磁感感线线垂垂直直穿穿入入手手心心，四四指指指指向向电电流流（正正电电荷荷运运动动）方方向向，则大拇指所指的方向就是安培力（洛仑兹力）的方向。则大拇指所指的方向就是安培力（洛仑兹力）的方向。BIBIBI.vfB+Bqv+Bqv+vfBv2021/8/

4、11 星期三7 一个工具一个工具:磁感线磁感线 两个作用两个作用:安培力安培力 F F安安=IlB=IlB（B B I I）洛仑兹力洛仑兹力 f f洛洛=qvB=qvB（B Bv v）三个思路三个思路:受力分析受力分析 运动分析运动分析 能量动量能量动量2 25 52021/8/11 星期三8 三个思路三个思路:受力分析受力分析 运动分析运动分析 能量动量能量动量+vfBm 因为不计重力的带电粒子因为不计重力的带电粒子在磁场中受到的洛仑兹力充当在磁场中受到的洛仑兹力充当向心力，所以向心力，所以 运动周期运动周期运动半径运动半径2021/8/11 星期三9 一个工具一个工具:磁感线磁感线 两个作

5、用两个作用:安培力安培力 F F安安=IlB=IlB（B B I I）洛仑兹力洛仑兹力 f f洛洛=qvB=qvB（B Bv v）三个思路三个思路:受力分析受力分析 运动分析运动分析 能量动量能量动量四个应用四个应用:速度选择器速度选择器 质谱仪质谱仪 回旋加速器回旋加速器 磁流体发电机磁流体发电机12122021/8/11 星期三10 四个应用四个应用:速度选择器速度选择器2021/8/11 星期三11 四个应用四个应用:质谱仪质谱仪2021/8/11 星期三12 四个应用四个应用:回旋加速器回旋加速器2021/8/11 星期三13 四个应用四个应用:回旋加速器回旋加速器2021/8/11

6、星期三14 四个应用四个应用:磁流体发电机磁流体发电机2021/8/11 星期三15 四个应用四个应用:磁流体发电机磁流体发电机2021/8/11 星期三16 四个应用四个应用: : 下载下载2021/8/11 星期三17 一个工具一个工具:磁感线磁感线 两个作用两个作用:安培力安培力 F F安安=IlB=IlB（B B I I）洛仑兹力洛仑兹力 f f洛洛=qvB=qvB（B Bv v）三个思路三个思路:受力分析受力分析 运动分析运动分析 能量动量能量动量四个应用四个应用:速度选择器速度选择器 质谱仪质谱仪 回旋加速器回旋加速器 磁流体发电机磁流体发电机五个细节五个细节:立体问题立体问题 模

7、块问题模块问题 比较问题比较问题 迁移问题迁移问题 选择问题选择问题_88101033772021/8/11 星期三18例例:如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向左如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向左的电流，不计通电导线的重力，仅在固定的蹄形磁的电流，不计通电导线的重力，仅在固定的蹄形磁铁磁场力作用下，导线将如何移动？铁磁场力作用下，导线将如何移动？从上向下看，导线将逆时针转动，同时向下运动从上向下看，导线将逆时针转动，同时向下运动N NS SI_2021/8/11 星期三191.1.核电站的反应堆是靠熔化的钠来传递核燃料棒产生核电站的反应堆是靠熔化的钠来传递核燃料棒产生的热量的的热

8、量的.为了避免核泄漏为了避免核泄漏,常用常用“电磁泵电磁泵”来抽送来抽送这些高温金属液体这些高温金属液体.下图表示这种泵的结构，下图表示这种泵的结构，N N、S S为磁铁的两极，为磁铁的两极，c c为放在磁场中的耐热导管，熔融为放在磁场中的耐热导管，熔融的钠从其中流过，钠液的流动方向如图中速度的钠从其中流过，钠液的流动方向如图中速度v v所所示示.要使钠液加速，加在导管中钠液的电流方向应要使钠液加速，加在导管中钠液的电流方向应为为:A.A.由上而下（由上而下（acac）B.B.由下而上（由下而上（caca）C.C.逆着逆着 v v 方向（方向（baba）D.D.顺着顺着 v v 方向（方向（a

9、bab）_2021/8/11 星期三202.2.如图所示，有一重力为如图所示，有一重力为G G的带电小球，从两竖直的的带电小球，从两竖直的带等量异种电荷的平行板电容器的上方高带等量异种电荷的平行板电容器的上方高h h处自由处自由落下，两板间还有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向落下，两板间还有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里里.则小球在通过板间的过程中则小球在通过板间的过程中:A.A.一定做曲线运动一定做曲线运动 B.B.可能做匀速直线运动可能做匀速直线运动 C.C.可能做变加速直线运动可能做变加速直线运动 D.D.机械能可能不变机械能可能不变_2021/8/11 星期三213.3.如图甲所示，一个质

10、量为如图甲所示，一个质量为mm、电荷量为、电荷量为+q+q的带电粒的带电粒子，不计重力子，不计重力.在在a a点以某一初速度水平向左射入磁点以某一初速度水平向左射入磁场区域场区域I I，沿曲线，沿曲线abcdabcd运动，运动，abab、bcbc、cdcd都是半径为都是半径为R R的圆弧的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.t.规定规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域由纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域I I,II,III,II,III三部分的磁感应强度三部分的磁感应强度B B随随x x变化的关系可能是变化的关系可能是乙图中的乙图中的:_202

11、1/8/11 星期三224.4.一根容易形变的弹性导线，两端固定一根容易形变的弹性导线，两端固定.导线中通有导线中通有电流，方向如图中箭头所示电流，方向如图中箭头所示.当没有磁场时，导线当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是四个图示中正确的是:_2021/8/11 星期三235.5.如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线受安培力的是其中通电导线受安培力的是:

12、_I I I II I I I2021/8/11 星期三246.6.地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，也分布有电场磁场，也分布有电场,假设某时刻在该空间中有一假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图所示的电场和磁场；电场的方向在小区域存在如图所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向里纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向里.此此时一带电宇宙粒子，恰以速度时一带电宇宙粒子，恰以速度v v垂直于电场和磁场垂直于电场和磁场射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电

13、粒子的运动情况可能的是该带电粒子的运动情况可能的是:A.A.仍作直线运动仍作直线运动 B.B.立即向左下方偏转立即向左下方偏转 C.C.立即向右上方偏转立即向右上方偏转 D.D.可能做匀速圆周运动可能做匀速圆周运动_2021/8/11 星期三257.7.北半球某处，地磁场水平分量北半球某处，地磁场水平分量B1=0.810B1=0.8104T4T，竖，竖直分量直分量B2=0.510B2=0.5104T4T，海水向北流动，海水向北流动.海洋工作者海洋工作者测量海水的流速时，将两极板插入此处海水中，保测量海水的流速时，将两极板插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距持两极板正对且垂

14、线沿东西方向，两极板相距d=20md=20m，如图所示，如图所示.与两极板相连的电压表与两极板相连的电压表(可看作可看作理想电压表理想电压表)示数为示数为U=0.2mVU=0.2mV，则：，则：A.A.西极板电势高，东极板电势低西极板电势高，东极板电势低 B.B.西极板电势低，东极板电势高西极板电势低，东极板电势高 C.C.海水的流速大小为海水的流速大小为0.125m/s 0.125m/s D.D.海水的流速大小为海水的流速大小为0.2m/s0.2m/s_2021/8/11 星期三268.8.带电粒子以速度带电粒子以速度v v沿沿CBCB方向点射入一横截面为正方方向点射入一横截面为正方形的区域

15、，形的区域，C C、B B均为该正方形两边的中点，不计均为该正方形两边的中点，不计粒子的重力粒子的重力.当区域内有平行纸面的竖直方向的匀当区域内有平行纸面的竖直方向的匀强电场强电场E E时，粒子从时，粒子从A A点飞出，所用时间为点飞出，所用时间为t1t1，当，当区域内有垂直纸面向里的匀强磁场区域内有垂直纸面向里的匀强磁场B B时，粒子也从时，粒子也从A A点飞出，所用时间为点飞出，所用时间为t2t2，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是:A.t1t2 A.t1t2 B.t1t2 C.C.D.D._2021/8/11 星期三279.9.真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强真空中存在竖

16、直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场，一质量为磁场，一质量为mm，带电量为的物体以速度在竖直，带电量为的物体以速度在竖直平面内做半径为平面内做半径为R R的匀速圆周运动，假设的匀速圆周运动，假设t=0t=0时刻物时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零，电势能也为零，体在轨迹最低点且重力势能为零，电势能也为零，那么，下列说法正确的是那么，下列说法正确的是:A.A.物体带正电且逆时针转动物体带正电且逆时针转动 B.B.物体运动的过程中，机械能守恒，物体运动的过程中，机械能守恒，且机械能为且机械能为 C.C.物体运动的过程中，重力势能随物体运动的过程中，重力势能随 时间的变化关系为时间的变化关系为 D.

17、D.物体运动的过程中，电势能随时间的变化关系物体运动的过程中，电势能随时间的变化关系 为为_2021/8/11 星期三2810.10.某塑料球成型机工作时，可以喷出速度某塑料球成型机工作时，可以喷出速度v0=10m/sv0=10m/s的塑料的塑料小球，已知喷出的每个小球的质量小球，已知喷出的每个小球的质量m=1.010-4kgm=1.010-4kg，并且，并且在喷出时已带了在喷出时已带了q=q=1.010-4C1.010-4C的电荷量的电荷量.如图所示，小球如图所示，小球从喷口飞出后，先滑过长从喷口飞出后，先滑过长d=1.5md=1.5m的水平光滑的绝缘轨道，的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径

18、而后又过半径R=0.4mR=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道.今在今在水平轨道上方加上水平向右的电场强度大小为水平轨道上方加上水平向右的电场强度大小为E E的匀强电的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点MM处水平飞出；若处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直纸面向里的匀强磁场后，小再在圆形轨道区域加上垂直纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆弧轨道上与圆心等高的球将恰好从圆弧轨道上与圆心等高的N N点脱离轨道，最点脱离轨道，最后落入放在地面上接地良好的金属容器内，后落入放在地面上接地良好的金属容器内，g=10m/s2g=10m/s2，

19、求：求：（1 1）所加电场的电场强度）所加电场的电场强度E E；（2 2）所加磁场的磁感应强度）所加磁场的磁感应强度B.B._2021/8/11 星期三2911.11.飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示，在真如图所示，在真空状态下，脉冲阀空状态下，脉冲阀P P喷出微量气体，经激光照射产生不同价喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自位的正离子，自a a板小孔进入板小孔进入a a、b b间的加速电场，从间的加速电场，从b b板小孔板小孔射出，沿中线方向进入射出，沿中线方向进入MM、N N板间的偏转控制区，到达荧光板间的偏转控制区，到达荧光屏

20、屏.已知元电荷电量为已知元电荷电量为e e，a a、b b板间距为板间距为d d，极板，极板MM、N N的长度的长度和间距均为和间距均为L.L.不计离子重力及进入不计离子重力及进入a a板时的初速度板时的初速度.（1 1）当）当a a、b b间的电压为间的电压为U1U1时，在时，在MM、N N间加上适当电压间加上适当电压U2U2，为使离子到达荧光屏，请导出离子全部飞行时间为使离子到达荧光屏，请导出离子全部飞行时间t t与比与比 荷荷 之间的关系式；之间的关系式；（2 2）去掉偏转电压）去掉偏转电压U2U2，在，在MM、N N间区间区 域加上垂直于纸面的匀强磁场，域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感

21、应强度为磁感应强度为B.B.若进入若进入a a、b b间所间所 有离子质量均为有离子质量均为mm，要使所有的，要使所有的 离子均能通过控制区从右侧飞出离子均能通过控制区从右侧飞出 打到荧光屏上，打到荧光屏上，a a、b b间的加速电间的加速电 压压U1U1至少为多少？至少为多少？_2021/8/11 星期三3012.12.如图所示，质量为如图所示，质量为mm的铜棒搭在的铜棒搭在U U形导线框右端，形导线框右端，棒长和框宽均为棒长和框宽均为L L，磁感应强度为，磁感应强度为B B的匀强磁场方的匀强磁场方向竖直向下向竖直向下.电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落平抛出去，下落h h后落在水平面上，水平位移为后落在水平面上，水平位移为s.s.求闭合电键后通过铜棒的电荷量求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q.Q._2021/8/11 星期三31谢谢各位老师光临指导 高二物理学年复习高二物理学年复习2021/8/11 星期三32