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1、第 三 章 磁場(chǎng)章 末 小 結(jié) 1 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu)2 規(guī) 律 方 法3 觸 及 高 考 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 規(guī) 律 方 法 一 、 有 關(guān) 安 培 力 問(wèn) 題 的 分 析 與 計(jì) 算安培力是一種性質(zhì)力，既可以使通電導(dǎo)體靜止、運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以對(duì)通電導(dǎo)體做功，因此，有關(guān)安培力問(wèn)題的分析與計(jì)算的基本思路和方法與力學(xué)問(wèn)題一樣，先取研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，判斷通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況，然后根據(jù)題目中的條件由牛頓定律或動(dòng)能定理等規(guī)律求解。具體求解應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手分析。 1安 培 力 的 大 小當(dāng)通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，F(xiàn)ILB；當(dāng)通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，F(xiàn)0；當(dāng)通電導(dǎo)體和磁場(chǎng)方向的夾角為時(shí)，F(xiàn)ILBsin。
2、2安 培 力 的 方 向由左手定則判斷，安培力垂直于磁場(chǎng)的方向，也垂直于導(dǎo)線的方向，即安培力垂直于磁場(chǎng)和導(dǎo)線所決定的平面，但磁場(chǎng)與導(dǎo)線可以不垂直。3解 決 安 培 力 問(wèn) 題 的 一 般 步 驟先畫(huà)出通電導(dǎo)線所在處的磁感線的方向，用左手定則確定通電導(dǎo)線所受安培力的方向；根據(jù)受力分析確定通電導(dǎo)體所處的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程；根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理求解。 二 、 有 關(guān) 洛 倫 茲 力 的 多 解 問(wèn) 題要充分考慮帶電粒子的電性、磁場(chǎng)方向、軌跡及臨界條件的多種可能性，畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡，分階段、分層次地求解。常見(jiàn)的多解問(wèn)題有以下幾種：1帶 電 粒 子 電 性 不 確 定 造 成 多 解受洛倫茲力作用的帶電
3、粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在相同的初速度的條件下，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，形成多解。如圖甲所示，帶電粒子以速率v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如帶正電，其軌跡為a，如帶負(fù)電，其軌跡為b。 2磁 場(chǎng) 方 向 不 確 定 形 成 多 解有些題目只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的多解。如圖乙所示，帶正電粒子以速率v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如B垂直紙面向里，其軌跡為a，如B垂直紙面向外，其軌跡為b。 3臨 界 狀 態(tài) 不 惟 一 形 成 多 解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過(guò)去了，也可能轉(zhuǎn)過(guò)180從
4、入射界面這邊反向飛出，如圖丙所示，于是形成了多解。 4運(yùn) 動(dòng) 的 往 復(fù) 性 形 成 多 解帶電粒子在部分是電場(chǎng)，部分是磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)往往具有往復(fù)性，從而形成多解。如圖丁所示。 AD 三 、 帶 電 粒 子 在 復(fù) 合 場(chǎng) 中 的 運(yùn) 動(dòng)復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存，或其中某兩種場(chǎng)并存的場(chǎng)，或場(chǎng)分區(qū)域存在。 三 種 場(chǎng) 的 比 較力的特點(diǎn)功和能的特點(diǎn)重力場(chǎng)大小：Gm g方向：豎直向下重力做功與路徑無(wú)關(guān)重力做功改變重力勢(shì)能靜電場(chǎng)大?。篎qE方向：正電荷受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同；負(fù)正電荷受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)WqU電場(chǎng)力做功改變電勢(shì)能磁場(chǎng)洛倫茲力的大?。篎
5、qvB方向：符合左手定則洛倫茲力不做功，不改變電荷的動(dòng)能 四 、 帶 電 粒 子 在 復(fù) 合 場(chǎng) 中 的 運(yùn) 動(dòng) 分 類1靜 止 或 勻 速 直 線 運(yùn) 動(dòng)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2勻 速 圓 周 運(yùn) 動(dòng)在三場(chǎng)并存的區(qū)域中，當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等、方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 3較 復(fù) 雜 的 曲 線 運(yùn) 動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線。4.分 階 段 運(yùn) 動(dòng)帶電粒子可能依
6、次通過(guò)幾種不同情況的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成。 注意：研究帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先要明確各種不同力的性質(zhì)和特點(diǎn)；其次要正確地畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡，再選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律求解。一般情況下，電子、質(zhì)子、粒子等微觀粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力，因而重力可以忽略，如果有具體數(shù)據(jù)，可以通過(guò)比較來(lái)確定是否考慮重力，在有些情況下需要由題設(shè)條件來(lái)確定是否考慮重力。求解帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟是：(1)選帶電粒子為研究對(duì)象；(2)對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析；(3)依據(jù)受力情況判定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形式；(4)分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程并結(jié)合力學(xué)規(guī)律列方程或畫(huà)圖
7、象，然后求解。 (1)小球第1s末的速度。(2)小球在前2s內(nèi)的位移。(3)第6s內(nèi)小球離開(kāi)斜面的最大距離。 點(diǎn) 評(píng) ：本題屬于典型的帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，正確分析帶電粒子在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的受力，得出粒子在偶數(shù)秒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是解題的關(guān)鍵。 觸 及 高 考 1本章知識(shí)是高考的熱點(diǎn)，主要考查磁場(chǎng)的基本概念、安培力和洛倫茲力的判斷和應(yīng)用。側(cè)重于帶電粒子在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。多以選擇題和綜合計(jì)算題的形式出現(xiàn)。2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是高考的重點(diǎn)之一，能綜合考查重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力的分析，各種力做功、能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)知識(shí)，以及考生的分析和綜合應(yīng)
8、用能力。覆蓋考點(diǎn)較多，是歷年高考的一個(gè)命題熱點(diǎn)，難度較大，在學(xué)習(xí)中我們要加倍努力。 一 、 考 題 探 析 點(diǎn) 評(píng) ：本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，意在考查考生應(yīng)用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律解題的能力。 答 案 ： (1)20m/s，方向與電場(chǎng)方向成60角斜向上 (2)3.5s點(diǎn) 評(píng) ：本題主要考查平衡條件、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、類平拋運(yùn)動(dòng)及相關(guān)知識(shí)，意在考查考生靈活運(yùn)用知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。 C 解 析 ：由夢(mèng)溪筆談中的記載和題中磁感線分布示意圖可知，地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近，地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合，在兩極附近地球表面的地磁場(chǎng)方向不與地面平行，C項(xiàng)錯(cuò)誤，A、B項(xiàng)正確；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子與地磁場(chǎng)的磁感線不平行，故受洛倫茲力的作用，D項(xiàng)正確。 D D B
高中物理 第3章 磁場(chǎng)章末小結(jié)課件 新人教版選修3-1
