新兴中学高三物理学科版大一轮复习第八章第九章 教学案Word格式.docx

1、4磁通量（1）概念：在匀强磁场中，与磁场方向_的面积S和磁感应强度B的乘积（2）公式：_.（3）单位：1 Wb_.：取决于哪些因素？B取决于什么？二、磁感线、通电导体周围的磁场的分布 图11磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上点的_方向跟这点的磁感应强度方向一致2条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布（如图1所示） 3电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场_与_磁铁的磁场相似，管内为_磁场且磁场_，管外为_磁场环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场_安培定则立体图横截面图4.磁感线的特点（1）磁感线上某点的_方向就是该点的

2、磁场方向（2）磁感线的疏密定性地表示磁场的_，在磁感线较密的地方磁场_；在磁感线较疏的地方磁场较_（3）磁感线是_曲线，没有起点和终点在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极（4）同一磁场的磁感线不_、不_、不相切（5）磁感线是假想的曲线，客观上不存在磁感线与电场线有什么相同点与不同点三、安培力的大小和方向下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是 （）1安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，F_，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：（1）当磁场与电流_时，安培力最大，FmaxBIL.（2）当磁场与电流_时，安培力等于零2安培力的方向（1

3、）安培力：_在磁场中受到的力（2）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指_，并且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向_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（3）两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相_，异向电流互相_在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小就一定为零吗？四、课堂学习课堂探究突破考点 （先做后听 共同探究规律方法）考点一安培定则的应用和磁场的叠加考点解读1高考对磁场基本知识的考查，往往同时考查多个方面，包括对磁感应强度的概念、安培定则的应用、磁场的叠加和磁感线的理解难度以中低档题为主解题的关键是复习中对基本概念与知识的正确

4、理解与记忆2安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.原因（电流方向）结果（磁场绕向）大拇指四指3.磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解特别提醒两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场的磁感应强度叠加而成的典例剖析例1（2011大纲全国卷15）如图2，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是（） 图

5、2Aa点 Bb点 Cc点 Dd点思维突破1牢记判断电流的磁场的方法安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型2在进行磁感应强度的叠加时，应注意是哪个电流产生的磁场，磁场方向如何考点二安培力作用下导体运动情况的判定1通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动2明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键例2如图3所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是 （） 图3A线圈向左运动 B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动思维突破判定安培力作用下导体运动情

6、况的常用方法电流元法分割为电流元左手定则安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行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转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向五、课后练习跟踪训练1（2011新课标全国卷14）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

7、，正确表示安培假设中环形电流方向的是 （）跟踪训练2如图4所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是 （） 图4AFN1FN2，弹簧的伸长量增大DFN1跟踪训练3倾角为的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根静止的金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图7所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力（）A逐渐增大 B逐渐减小 图7C先增大后减小 D先减小后增大六、教学反思第2课时磁场对运动电

8、荷的作用1、会计算带电粒子在磁场中运动时受的洛伦兹力，并能判断其方向2、掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，确定其圆心、半径、运动轨迹、运动时间等问题1、计算带电粒子在磁场中运动时受的洛伦兹力并判断其方向2、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动一、洛伦兹力的大小和方向在图1所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向图1 知识梳理1洛伦兹力的定义：磁场对_的作用力 图22洛伦兹力的大小F_，为v与B的夹角如图2所示（1）当vB时，0或180，洛伦兹力F_.（2）当vB时，90，洛伦兹力F_.（3）静

9、止电荷不受洛伦兹力作用 3洛伦兹力的方向（1）左手定则（2）方向特点：F垂直_决定的平面，即F始终与速度方向垂直，故洛伦兹力_1怎样用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力的方向？2洛伦兹力与安培力有怎样的联系？二、带电粒子在匀强磁场中的运动 图3试画出图3中几种情况下带电粒子的运动轨迹1若vB，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_运动2若vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_运动（1）向心力由洛伦兹力提供：qvB_；（2）轨道半径公式：R；（3）周期：T（周期T与速度v、轨道半径R无关）；（4）频率：f（5）角速度：_.根据公式T，能说T与v成反比吗？三、带电粒子在

10、匀强磁场中运动的应用 图41质谱仪（1）构造：如图4所示，由粒子源、_、_和照相底片等构成（2）原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU_.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB_.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r_，m_，_.2回旋加速器如图5所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接_电源D形盒处于匀强磁场中交流电的周期和粒子做圆周运动的周期_， 图5粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由qvB，得Ekm_，可见粒子获得的最大动能

11、由_和D形盒_决定，与加速电压_特别提醒这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转（匀速圆周运动）的原理.考点一洛伦兹力与电场力的比较1洛伦兹力方向的特点（1）洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向确定的平面（2）当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化2洛伦兹力与电场力的比较 对应力内容项目洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力产生条件v0且v不与B平行电场中的电荷一定受到电场力作用大小FqvB（vB）FqE力方向与场方向的关系一定是FB，Fv，与电荷电性无关正电荷受力与电场

12、方向相同，负电荷受力与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功力为零时场的情况F为零，B不一定为零F为零，E一定为零作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向特别提醒洛伦兹力对电荷不做功；安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功；电场力对电荷可做正功，可做负功，也可不做功例1在如图6所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转角在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为（不计粒子的重力），问：（1）匀强磁场的磁感应强度是多大？（2）

13、粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？ 图6思维突破电荷在匀强电场和匀强磁场中的运动规律不同运动电荷穿过有界电场的时间与其入射速度的方向和大小有关，而穿出有界磁场的时间则与电荷在磁场中的运动周期有关在解题过程中灵活运用运动的合成与分解和几何关系是解题关键考点二带电粒子在匀强磁场中的运动1带电粒子在匀强磁场中的运动是各省市每年高考必考内容之一一般以计算题的形式出现，可以与其他知识相综合，难度中等以上，分值较高，以考查学生的形象思维和逻辑推理能力为主2分析方法：找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间t和转过的

14、圆心 角之间的关系作为辅助1带电粒子在直线边界磁场中的运动问题例2如图13所示，在一底边长为2a，30的等腰三角形区域内（D在底边中点），有垂直纸面向外的匀强磁场现有一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从D点垂直于EF进入磁场，不计重力与空气阻力的影响（1）若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？2带电粒子在圆形边界磁场内的运动问题跟踪训练1一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个垂直纸面向里的匀强磁场，

15、如图7所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度为v1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，着地速度为v2.则下列论述正确的是 （） 图7As1s2 Bt1t2Cv1和v2大小相等 Dv1和v2方向相同跟踪训练2（2011浙江卷20）利用如图14所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直 纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒 图14子，下列说法正确的

16、是（）A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大第3课时带电粒子在匀强磁场中的运动1、掌握带电粒子在磁场运动的临界与极值问题2、理解带电粒子在磁场中运动的多解问题1、带电粒子在磁场运动的临界与极值问题2、带电粒子在磁场中运动的多解问题考点一带电粒子在磁场运动的临界与极值问题解决此类问题的关键是：找准临界点找临界点的方法是：以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，借助半径R和速度v（或磁场B）之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，找出临界点，

17、然后利用数学方法求解极值，常用结论如下：（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切（2）当速度v一定时，弧长（或弦长）越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长（3）当速率v变化时，圆周角越大，运动时间越长考点二带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解，多解形成原因一般包含下述几个方面1带电粒子电性不确定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5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

18、轨迹为b.2磁场方向不确定形成多解磁感应强度是矢量，如果题述条件只给出磁感应强度大小，而未说明磁感应强度方向，则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解如图6所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b.图5图63临界状态不惟一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180从入射面边界反向飞出，如图7所示，于是形成了多解4运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解如图8所示图7图81磁感应强度的极值问题例1 如图1所示，一带

19、正电的质子以速度v0从O点垂直射入，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场已知两板之间距离为d，板长为d，O点是板的正中间，为使质子能从两板间射出，试求磁感应强度应满足的条件（已知质子的带电荷量为e，质量为m） 图12偏角的极值问题例2 在真空中，半径r3102 m的圆形区域内有匀强磁场，方向如图2所示，磁感应强度B0.2 T，一个带正电的粒子以初速度v01106 m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷1108 C/kg，不计粒子重力（1）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径； 图2 （2）若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v0与ab的夹角及粒子的最大偏转角3时间的极值

20、问题例3如图3所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值静止的带电粒子带电荷量为q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为45，孔Q到板的下端C的距 图3离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：（1）两板间电压的最大值Um；（2）CD板上可能被粒子打中的区域的长度x；（3）粒子在磁场中运动的最长时间tm.4面积的极值问题 图4例4如图4所示，质量为m，电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第

21、一象限内，射入时的速度方向不同，但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y轴平行的荧光屏MN上，求： （1）电子从y轴穿过的范围；（2）荧光屏上光斑的长度；（3）所加磁场范围的最小面积考点二带电粒子在磁场中运动的多解问题 图91带电粒子性质的不确定形成多解例5如图9所示，直线边界MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场区域足够大今有一质量为m，带电荷量为q的带电粒子，从边界MN上某点垂直磁场方向射入，射入时的速度大小为v，方向与边界MN的夹角为，求带电粒子在磁场中的运动时间例6某电子以固定的正

22、点电荷为圆心在匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正点电荷的电场力是洛伦兹力的3倍若电子电荷量为e、质量为m，磁感应强度为B，不计重力，则电子运动的角速度可能是 （）A. B. C. D. 3运动方向不确定形成多解例7如图10所示，绝缘摆线长为L，摆球带正电（电荷量为q，质量为m）悬于O点，当它在磁感应强度为B的匀强磁场中来回摆动经过最低点C时速率为v，则摆线的拉力为多大？ 图10例8如图11所示，在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在MOQ范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场，M、O、N在一条直线上，MOQ60，这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B.离

23、子源中的离子带电荷量为q，质量为m，通过小孔O1进入两板间电 图11压为U的加速电场区域（可认为初速度为零），离子经电场加速后由小孔O2射出，再从O点进入磁场区域，此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN，不计离子的重力（1）若加速电场两板间电压UU0，求离子进入磁场后做圆周运动的半径R0；（2）在OQ上有一点P，P点到O点距离为L，若离子能通过P点，求加速电压U和从O点到P点的运动时间思维突破多解问题的审题正确解答多解问题的前提和关键是审题，只有细致、周密、准确的审题，才能体会出题目中条件的不确定因素，从而把题目定性为多解问题而进行讨论分析审题时应克服习惯性思维或先入为主的思维模式，想当然地认为带电粒子就是带正电，粒子运动就是向一个方向运动，这样多解题就变成了单解题，答案不全面或解答错误本题型的四个例题，就是从形成多解的四个不确定条件出发，讨论了形成多解的不同结果1.一个质子和一个粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个匀强磁场中，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，如图1所示，则它们在磁场中 （）A运动的时间相等B加速度的大小相等 图1C速度的大小相等D动能的大小相等2.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速度方向如图2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