高二物理第一学期期末复习教学案 - 磁 场

高二物理第一学期期末复习教学案-------磁 场

一、知识点回顾

1、磁场 2、磁感线

(1)基本特征 (2)磁场的方向 (1)特点 (2)分布与安培定则

3、磁感应强度 (1)定义与单位 B?F IL 1T=1N/Am

(2)方向与意义

4、安培力 (1)大小 F=BIL (2)方向

5、洛伦兹力 (1)大小 F=qvB (2)方向 (3)与电场力的比较 6、带电粒子在匀强磁场中的运动 7、带电粒子在复合场中的运动

速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、质谱仪、回旋加速器 二、典型例题

例1 来自宇宙的带有正、负电荷的粒子流，以与地球表面垂直的方向向赤道上的某一点，则这些粒子在进入周围的空间时，下列说法正确的是

A、它们都将竖直向下沿直线射向地面 B、正离子将相对于预定地点向东偏转 C、负离子将相对于预定地点向东偏转 D、正离子将相对于预定地点向西偏转 E、负离子将相对于预定地点向西偏转

例2 如图所示，平行金属导轨与水平面的夹角θ=37°，处于B=1T、方向垂直斜面向上的匀强磁场中，质量m=10g，有效长度L=10cm的金属杆，与导轨的动摩擦因数μ=0.5，电源电动势E=2V，试分析：当变阻器阻值R为何值时，金属杆可静止在斜轨上？(其余电阻不计)

－27－196

例3 带电粒子的质量m=1.7×10kg，电荷量q=1.6×10C，以速度v=3.2×10m/s，沿垂直于磁场方向同时又垂直于磁场边界的方向射入匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B=0.17T，宽度l=10cm，求：

(1)带电粒子离开磁场时速度多大？速度方向与入射方向间的偏向角多大？

(2)带电粒子在磁场中的运动时间多长？离开磁场时偏离入射方向的距离多大？

课堂练习

1、在以坐标原点O为圆心，半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿一x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。

(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷

q； m(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变 为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时 的速度方向相对于入射方向变了60°角，求磁感应强度B′多 大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？

2、如图所示，以MN为界的两匀强磁场，磁感应强度B1?2B2，方向垂直纸面向里。现有一质量为m、带电量为q的正粒子，从O点沿图示方向进入B1中。

（1）试画出粒子的运动轨迹；

（2）求经过多长时间粒子重新回到O点？ B1 v

M N O B2

－4

3、质量为0.1g的小球带有5×10C的正电荷，套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上，小球与杆间的动摩擦因数μ=0.4，这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁感应强度方向如图所示，求小球无初速度释放后，沿杆下滑的最大速

2

度.(g=10m/s，

sin37°=0.6，cos37°=0.8)

高二物理第一学期期末复习教学案------电磁感应

一、知识点回顾

1、产生感应电动势的条件：

感应电动势或感应电流的方向判断应熟练应用楞次定律和右手定则。 2、运用法拉第电磁感应定律E?n??和E=BLV判断和计算感应电动势大小时，要分清求平均电动势还是瞬时电动势。 ?t 3、通、断电自感现象的分析，要掌握电感线圈产生感应电动势的原因：自身电流产生磁场又穿过线圈本身，当自身电流变化引起穿过自身的磁通量变化时，便产生感应电流(或电动势)。

4、力、热、电磁学综合题的分析和计算要熟练掌握相关知识和规律，在学会一般解题方法的基础上，善于应用能量转化和守恒定律解题。解决这类电磁感应中的问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律，如安培力的计算公式、左右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等；另一方面还要考虑力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等。 二、典型例题

【例1】闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图11所示的三个位置时，感应电流的方向是（ ）

(A)经过Ⅰ时，a→d→c→b→a (B)经过Ⅱ时，a→b→c→d→a (C)经过Ⅱ时，无感应电流 (D)经过Ⅲ时，a→b→c→d→a B F 【例2】如图所示，将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度

v v匀速拉出（磁场方向，垂直线圈平面）

（1）所用拉力F＝ ．（2）拉力F做的功W＝ ． （3）拉力F的功率PF＝ ． （4）线圈放出的热量Q＝ ．

（5）线圈发热的功率P热＝ ． （6）通过导线截面的电量q＝ ．

【例3】一对平行光滑轨道放置在水平面上，而轨道间距离L电阻R，有一导体杆质量为m，静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆和轨道电阻皆为忽略不计，整个装置处于磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现在用外力 F沿轨道方向拉杆，以a作匀加速运动，试画出F—t图象。

2

【例4】如图所示，面积为0.2m的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间变化的规律是B=(6－0.2t)T，已知电路中的R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，线圈A的电阻不计，求：(1)闭合S后，通过R2的电流强度大小及方向；

(2)闭合S一段时间后，再断开S，S断开后通过R2的电量是多少？

【例5】如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中，若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下滑速度为多大？

【例6】如图16-11所示，在磁感强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直放置的光滑导电轨道，轨道间接有电阻R．套在轨道上的金属杆ab，长为L、质量为m、电阻为r．现用竖直向上的拉力，使ab杆沿轨道以速度v匀速上滑（轨道电阻不计）．求（1）所用拉力F的大小．（2）ab杆两端电压Uab的大小

（3）拉力F的功率．（4）电阻R消耗的电功率．

【例7】如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。

求：⑴金属杆在5s末时的运动速度. ⑵第4s末时外力F的瞬时功率。

甲

MNFVRPQ

乙

U/V0.30.20.10123456t /s