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高三物理2013届高三第一轮复习-061选修3-1第三章《磁场》回归教材导学案编写人:张金莲审核人:郭家荣编写时间:2012年9月18日班级:组号:姓名:【学习目标】根据导学案的提示有选择性地、有目的地阅读相关教材(含概念、规律、例题、插图、阅读材料、旁批、思考与讨论、做一做、课后习题等),掌握基础知识、基本思想和方法。【阅读教材】[问题1]阅读课本P81图3.1-2、图3.1-3、图3.1-4,完成以下内容:1.图3.1-2是丹麦物理学家发现的实验,这个发现首次揭示了电与磁的联系。2.图3.1-3的实验说明对有作用力,之间、之间、之间的相互作用都是通过磁场发生的。3.对照图3.1-4熟练掌握地磁场的分布特点:处磁场最强;地理南极正上方磁场方向,地理北极正上方磁场方向;赤道正上方距离地球表面高度相同的点磁场强弱,且方向;在南半球,地磁场方向指向北上方即水平分量方向,竖直分量方向;在北半球,地磁场方向指向北下方即水平分量方向,竖直分量方向。[问题2]阅读课本P834、5、8段,完成以下内容:1.为了研究磁场的方向,可以把作为检验用的磁体放在磁场中的某一点,根据其受力情况来描述,物理学把小磁针静止时极的指向规定为该电的磁感应强度的方向。2.为了研究磁感应强度的大小,在物理学中引入了模型(即很短一段通电导线中的电流I和长度L的乘积,它与在电场中引入模型类似)来研究。公式ILFB是用法定义新的物理量——磁感应强度,由定义式可知,B是由的性质决定的,与F、I、L,1T=,公式的适用条件是。[问题3]阅读P86-88图3.3-1至3.3-5、3.3-9、3.3-10插图、P89第5段,完成以下内容:1.观察图3.3-1,口述..磁体磁感线的特点,能描绘一对异名磁极、一对同名磁极、条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布情况。2.由图3.3-2图至图3.3-4,复习直线电流、环行电流、通电螺旋管的安培定则(注意区别与联系)。3.根据通电螺旋管外部的磁场与条形磁铁的十分相似,法国学者安培提出了著名的,请标出右图分子电流的两个磁极。分子电流是由原子内部形成的,可见磁体的磁场和电流的磁场都是有产生的,安培分子电流假说成功揭示了磁现象的电本质。4.由图3.3-9、3.3-10体会公式BS的适用条件是、;磁通量是标量,但有正负,其正负表示穿过面积S的磁感线的方向,国际单位韦伯(符号),1Wb=;从形象化的角度看,磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”;由BS可得SB,这是磁感应强度的另一定义式,因此B又叫做。5.现在,我们可以用磁传感器把变成电流信号,通过计算机对磁场进行研究。[问题4]阅读课本P92-93图3.4-3、3.4-4、“磁电式电流表”、图3.4-5,完成以下内容:1.两平行导线中通入如图所示的电流,画出每条导线所在处的磁场方向及所受的安培力。结论:同向电流,异向电流。(结论分析法的原理)2.观察图3.4-4,总结F、I、B三者方向之间的关系:F一定垂直于,垂直于,垂直于B和I所决定的平面,但之间可以有一定的夹角。(思考:安培力公式F=BIL的适用条件是怎样的?当B的方向与导线成角时,求安培力的基本思路是什么?)3.观察图3.4-5,口述磁电式电表的结构和工作原理。观察图3.4-6、3.4-7,阅读P935、6段,可以发现其设计的巧妙之处,即极靴和铁质圆柱间的磁场都沿且分布均匀,使得线圈无论转到什么位置都与平行,受到安培力使线圈发生转动从而带动偏转,并且表盘的刻度。(思考:当线圈中电流的方向改变时,指针的偏转方向是否改变?)4.阅读P93做一做,标出液体受的安培力方向和液体旋转的方向。[问题5]阅读P95-97图3.5-1、图3.5-2、P96“思考与讨论”、图3.5-3、P97“思考与讨论”、图3.5-4,完成以下内容:1.如图3.5-1,阴极射线管接到高压电源时,阴极会发射,电子在电场的加速下飞向阳极,显示电子束的径迹。请标出右图中电子束的运动方向和所受的磁场力方向。2.观察图3.5-2,总结F、v、B三者方向之间的关系:F一定垂直于,垂直于,垂直于B和I所决定的平面,但之间可以有一定的夹角。(思考:洛伦兹力公式F=qvB的适用条件是怎样的?)3.如图3.5-3,电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为。(请体会可以建立一个怎样的方程)。设通电导体的横截面积为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,定向运动的速度为υ。在时间t内,通过导体横截面的电荷数表达式N=,导线中的电流表达式I=,导体所受的安培力表达式F安=。(请你根据以上关系求出每个粒子所受的洛伦兹力F洛的表达式)4.如图3.5-4,电视显像管是利用使电子束偏转的。若要使电子束在水平方向偏离中心打在A点,偏转磁场应该沿方向;若要使电子打在B点,偏转磁场应该沿方向;若要使电子束打在荧光屏上的位置从B点逐渐向A点移动,偏转磁场应该。[问题6]阅读P1013、7段、图3.6-6,P102“思考与讨论”、第2段,完成以下内容:1.质谱仪最初由汤姆生的学生设计,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=,半径R=。回旋加速器设计利用了粒子的周期与大小无关的特点。如图3.6-6,要使粒子每次经D形盒间的缝隙时恰好被电场加速,粒子在磁场中的运动周期T磁与电压变化的周期T电必须满足的关系是。回旋加速器加速的带电粒子,能量达到25-30MeV就很难在加速了,原因是,根据狭义相对论,粒子的随速度的增加而增大,而质量的变化回导致其的变化。【习题再练】1.(P85问题3)在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流,导线所受的力也不一样。图3.2-2中的几幅象表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。a、b各代表一组F、I的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中正确的是()2.(P90问题4)如图3.3-18,在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中,过原点再做一个Z轴,就构成了空间直角坐标系。匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向沿x轴的正方向,且ab=dc=0.4m,bc=ef=ad=0.3m,be=cf=0.3m。通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少?3.(P94问题2)把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图所示。导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由a向b。(1)描述导线的运动情况。(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源,它可能是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管、直线电流。请你分别按每种可能考虑,大致画出它们的安放位置。4.(P94问题3)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能再达到新的平衡。①请导出用n、m、L、I计算B的表达式。②当n=9,L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时磁感应强度是多少?6.(P94问题4)把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽内的水银接触。通电后你预计会发生什么现象?怎样解释这个现象?7.(P98问题4)磁流体发电机是一项新型的发电技术,它可以把物体的内能直接转化为电能,其原理如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量的正、负带电粒子)喷入磁场,A、B两板之间便产生电压。如果把A、B和用电器连接,A、B就是一个直流电源的两个极板。①图中A、B板哪一个是电源的正极?②若A、B两板相距为d,板间的磁场按匀强磁场处理,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场,这个发电机的电动势是多大?8.(P98问题5)如果电视机荧光屏上没有图象,只有一条水平亮线,故障可能出现在哪里?9.(P102问题2)已知氚核的质量约为质子的3倍,带正电荷,电荷量为一个元电荷;α粒子即氦原子核,质量约为质子的4倍,带正电荷,电荷量为元电荷的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求以下情况下它们运动半径之比:(1)它们的速度大小相等;(2)它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。11.(P102问题3)A、B两种同位素的原子核,它们具有相同的电荷、不同的质量。为测定它们的质量比,使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速,然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场,打到照相底片上。如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是1.08:1,求A、B的质量之比。12.(P102问题4)回旋加速器D形盒的半径为r,匀强磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为0开始加速。根据回旋加速器的这些数据,估算该粒子离开回旋加速器时获得的动能。
本文标题:湖北远安一中高三物理复习导学案061选修3-1第三章《磁场》回归教材导学案
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