2018版高中物理 第3章 打開電磁學的大門章末分層突破學案 魯科版選修1 -1.doc

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第3章 打開電磁學的大門章末分層突破自我校對左手B和IBIl0相吸相斥左手B和vqvB0不做功湯姆孫原子通電導線或線圈在安培力作用下的運動方向的判斷1.電流元分析法把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷每小段電流元所受的安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力方向，最后確定運動的方向2等效分析法環(huán)形電流可等效為小磁針，條形磁鐵可等效為環(huán)形電流，通電螺線管可等效為多個環(huán)形電流或小磁鐵3特殊位置分析法把通電導體轉到一個便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向，從而確定運動方向4轉換研究對象法因為電流之間、電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后用牛頓第三定律，再確定磁體所受電流的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向如圖31所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況(從上往下看)()圖31A順時針方向轉動，同時下降B順時針方向轉動，同時上升C逆時針方向轉動，同時下降D逆時針方向轉動，同時上升【解析】特殊位置法：作出通電瞬間直導線所在處的磁場分布如圖甲所示，由左手定則得N極正上方導線受到的安培力垂直紙面向外，S極正上方導線受到的安培力垂直紙面向里可見從上往下看，導線在兩安培力作用下按逆時針轉動當轉動到導線與紙面垂直時，如圖乙所示，導線受到的安培力方向豎直向下，導線繼續(xù)向下運動，故導線在安培力作用下逆時針轉動(從上往下看)，同時下降甲乙【答案】C 帶電粒子在勻強磁場中的運動1.若vB，帶電粒子以v做勻速直線運動此時粒子受的洛倫茲力為零2若vB，帶電粒子在垂直于磁場的平面內以v做勻速圓周運動(1)向心力由洛倫茲力提供：qvBm.(2)軌道半徑公式：R.(3)周期公式：T.頻率：f.角速度：.(4)動能公式：Ekmv2.如圖32中MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小為B，一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速度v射入磁場區(qū)域，最后到達平板的P點已知B、v以及P到O的距離l，不計重力，求此粒子的電荷q與質量m之比 【導學號：18152075】圖32【解析】粒子初速度v垂直于磁場，粒子在磁場中受洛倫茲力而做勻速圓周運動，設其半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律，有qvBm.因粒子經O點時的速度垂直于OP，故OP是直徑，l2R. 由此得.【答案】2v/Bl1如圖33所示，在傾角為的光滑斜面上，放置一根長為L、質量為m、通有電流I的導線，若使導線靜止，應該在斜面上施加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向為()圖33ABmgsin /IL，方向垂直斜面向下BBmgsin /IL，方向垂直斜面向上CBmgsin /IL，方向豎直向下DBmgsin /IL，方向水平向右【解析】根據電流方向和所給磁場方向的關系可以確定通電導線所受安培力F分別如圖所示，又因為導線還受重力和支持力，根據力的平衡條件知只有兩種情況是可能的，其中中Fmgsin ，Bmgsin /IL，中Btan ，故A正確【答案】A2如圖34所示是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰級沿x軸正方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉，在下列措施中可采用的是()圖34A加一磁場，磁場方向沿z軸負方向B加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C加一電場，電場方向沿z軸負方向D加一電場，電場方向沿y軸正方向【解析】要使熒光屏上亮線向下偏轉即是電子所受的洛倫茲力方向向下，電子運動方向沿x軸正方向，由左手定則可知，磁場方向應沿y軸正方向，所以A錯，B對；若加一電場，電子應受到向下的電場力作用，故電場方向沿z軸正方向，C、D均錯【答案】B3(多選)如圖35所示，用絲線吊一個質量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強磁場中，空氣阻力不計，當小球分別從A點和B點向最低點O運動且兩次經過O點時() 【導學號：18152076】圖35A小球的動能相同B絲線所受的拉力相同C小球所受的洛倫茲力相同D小球的向心加速度相同【解析】帶電小球受到洛倫茲力和繩的拉力與速度方向時刻垂直，對小球不做功只改變速度方向，不改變速度大小，只有重力做功，故兩次經過O點時速度大小不變，動能相同，A正確；小球分別從A點和B點向最低點O運動且兩次經過O點時速度方向相反，由左手定則可知兩次過O點洛倫茲力方向相反，繩的拉力大小也就不同，故B、C錯誤；由a可知向心加速度相同，D正確【答案】AD4(多選)如圖36所示，在光滑水平面上一輕質彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時磁鐵對水平面的壓力為FN1，現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導體棒，當導體棒中通以垂直紙面向里的電流后，磁鐵對水平面的壓力為FN2，則以下說法正確的是()圖36A彈簧長度將變長B彈簧長度將變短CFN1FN2DFN1FN2【解析】畫出導體棒所在處的磁感線方向，如圖，用左手定則可判斷出條形磁鐵對導體棒的安培力斜向右下方，由牛頓第三定律可知，導體棒對條形磁鐵的安培力斜向左上方，所以彈簧長度將變短，F(xiàn)N1FN2，選項B、C正確【答案】BC5(多選)如圖37所示，水平放置的兩個平行金屬板MN、PQ間存在勻強電場和勻強磁場MN板帶正電，PQ板帶負電，磁場方向垂直紙面向里一帶電微粒只在電場力和洛倫茲力作用下，從I點由靜止開始沿曲線IJK運動，到達K點時速度為零，J是曲線上離MN板最遠的點，則下列說法正確的是()圖37A在I點和K點的加速度大小相等，方向相同B在I點和K點的加速度大小相等，方向不同C在J點微粒受到的電場力小于洛倫茲力D在J點微粒受到的電場力等于洛倫茲力【解析】電荷所受的洛倫茲力FqvB，當電荷的速度為零時，洛倫茲力為零，故電荷在I點和K點只受到電場力的作用，故在這兩點的加速度大小相等，方向相同，A正確，B錯誤； 由于J點是曲線上離MN板最遠的點，說明電荷在J點具有與MN平行的速度，帶電粒子在J點受到電場力和淪倫茲力，軌跡能夠向上偏折，則說明洛倫茲力大于電場力，故C正確，D錯誤【答案】AC