2013【三维设计】高二物理鲁科版选修3-1教师用书：第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 课件（4份）

章末 小结 知识整合与阶段检测 专题归纳例析 阶段质量检测 专题冲关 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 * 返回 返回 返回 返回 专题一　在安培力(或洛伦兹力)作用下的物体平衡 或加速问题 当有安培力(或洛伦兹力)参与物体平衡时，和以前所讲的物体平衡一样，也是利用物体平衡条件解题，只不过受力分析时多了一个安培力(或洛伦兹力)而已。常与电路知识、运动学知识等结合，考查物体的平衡或加速情况，对能力要求较高。 返回 图6－1 [例证1]　质量为m＝0.02 kg的通 电细杆ab置于倾角θ＝37°的平行放 置的导轨上，导轨宽度为d＝0.2 m， 杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4， 磁感应强度B＝2 T的匀强磁场与导轨 平面垂直且方向向下，如图6－1所示。现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆电流的范围为多少。(g取10 m/s2) 返回 [解析]　杆ab中的电流为a→b，安培力方向平行导轨向上。当电流较大时，导体有向上运动的趋势，所受静摩擦力沿轨道向下，当通过ab的电流最大为Imax时，磁场力达最大值F1，沿轨道向下的静摩擦增至最大值；同理，当电流最小为Imin时，导体有沿轨道向上的最大静摩擦力，设此时安培力为F2。 返回 图6－2 如图6－2中甲、乙所示，画出侧视受力图，建立坐标系。在图甲中，由平衡条件得： 返回 F1－mgsin θ－f1＝0 ① N－mgcos θ＝0 ② f1＝μN ③ F1＝Bimaxd ④ 联立①②③④式解得Imax＝0.46 A 在图乙中，由平衡条件得： F2＋f2－mgsin θ＝0 ⑤ 返回 N－mgcos θ＝0 ⑥ f2＝μN ⑦ F2＝Bimind ⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式解得Imin＝0.14 A。 [答案]　0.14 A≤I≤0.46 A 返回 专题二　带电粒子在磁场中的偏转问题 带电粒子在磁场中的偏转问题是历年高考考查的重点内容，求解这类问题的一些规律可归纳如下。 返回 1．偏转问题的基本模型 因为洛伦兹力F始终与速度v垂直，即F只改变速度的方向而不改变速度的大小，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场且仅受洛伦兹力时，一定做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝meq \f(v2,R)。带电粒子在磁场中的运动问题大致可分为两种情况： 返回 (1)做完整的圆周运动(在无界磁场或有界磁场中)； (2)做一段圆弧运动(一般在有界磁场中)。 无论何种情况，解题的关键均在于圆心和半径的确定上。 返回 2．偏转问题的解题思路和方法 (1)确定圆心： 根据几何知识，结合洛伦兹力提供向心力，再联系速度方向垂直于“半径”方向等综合分析确定轨迹圆的圆心。 (2)求半径： 圆心确定下来后，半径也随之确定，一般可运用平面几何知识来求半径。 返回 (3)画运动轨迹： 在圆心和半径确定后可根据左手定则和题意画出粒子在磁场中的运动轨迹。 (4)应用对称规律： ①从一边界射入的粒子，若从同一边界射出时，则速度方向与边界的夹角相等； ②在圆形磁场区域内，若粒子沿半径方向射入，则必沿半径方向射出。 返回 图6－3 [例证2]　如图6－3所示，左右边 界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽 度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直 纸面向里。一个质量为m、所带电荷量 为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0 垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界 QQ′射出，粒子入射速度v0的最大值可能是 (　　) 返回 ①eq \f(Bqd,m)　　　　　 ②eq \f(2＋\r(2)Bqd,m) ③eq \f(2－\r(2)Bqd,m) ④eq \f(\r(2)Bqd,2m) A．①③ B．②③ C．③④ D．②④ 返回 [解析]　粒子射入磁场后做匀速圆周运动，由R＝eq \f(mv0,qB)知，粒子的入射速度v0越大，R越大，当粒子的径迹和边界QQ′相切时，粒子刚好不从QQ′射出，此时其入射速度v0应为最大。若粒子带正电，其运动轨迹如图6－4甲所示(此时圆心为O点)，容易看出R1cos45°＋d＝R1，将R1＝eq \f(mv0,qB)代入上 返回 [答案]　B 图6－ 4 式得v0＝eq \f(2＋\r(2)Bqd,m)。若粒子带负电，其运动径迹如图乙所示(此时圆心为O′点)，容易看出R2＋R2cos45°＝d，将R2＝eq \f(mv0′,qB)代入上式得v0′＝eq \f(2－\r(2)Bqd,m)。 返回 返回 $$第 1 节 探究磁场对电流的作用 理解教材新知 把握热点考向