2019春高中物理 第3章 磁場章末小結課件 新人教版選修3-1.ppt

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第三章 磁場 章末小結 知識結構 磁場 磁場 規(guī)律方法 一 有關安培力問題的分析與計算安培力是一種性質力 既可以使通電導體靜止 運動或轉動 又可以對通電導體做功 因此 有關安培力問題的分析與計算的基本思路和方法與力學問題一樣 先取研究對象進行受力分析 判斷通電導體的運動情況 然后根據題目中的條件由牛頓定律或動能定理等規(guī)律求解 具體求解應從以下幾個方面著手分析 1 安培力的大小當通電導體與磁場方向垂直時 F ILB 當通電導體與磁場方向平行時 F 0 當通電導體和磁場方向的夾角為 時 F ILBsin 2 安培力的方向由左手定則判斷 安培力垂直于磁場的方向 也垂直于導線的方向 即安培力垂直于磁場和導線所決定的平面 但磁場與導線可以不垂直 3 解決安培力問題的一般步驟先畫出通電導線所在處的磁感線的方向 用左手定則確定通電導線所受安培力的方向 根據受力分析確定通電導體所處的狀態(tài)或運動過程 根據牛頓運動定律或動能定理求解 二 有關洛倫茲力的多解問題要充分考慮帶電粒子的電性 磁場方向 軌跡及臨界條件的多種可能性 畫出其運動軌跡 分階段 分層次地求解 常見的多解問題有以下幾種 1 帶電粒子電性不確定造成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子 可能帶正電 也可能帶負電 在相同的初速度的條件下 正負粒子在磁場中運動軌跡不同 形成多解 如圖甲所示 帶電粒子以速率v垂直進入勻強磁場 如帶正電 其軌跡為a 如帶負電 其軌跡為b 2 磁場方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應強度大小 而未具體指出磁感應強度方向 此時必須要考慮磁感應強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垂直進入勻強磁場 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時 由于粒子運動軌跡是圓弧狀 因此 它可能穿過去了 也可能轉過180 從入射界面這邊反向飛出 如圖丙所示 于是形成了多解 4 運動的往復性形成多解帶電粒子在部分是電場 部分是磁場的空間運動時 運動往往具有往復性 從而形成多解 如圖丁所示 AC 三 帶電粒子在復合場中的運動復合場是指電場 磁場和重力場并存 或其中某兩種場并存的場 或場分區(qū)域存在 1 三種場的比較 2 帶電粒子在復合場中的運動分類 1 靜止或勻速直線運動當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時 將處于靜止狀態(tài)或做勻速直線運動 2 勻速圓周運動在三場并存的區(qū)域中 當帶電粒子所受的重力與電場力大小相等 方向相反時 帶電粒子在洛倫茲力的作用下 在垂直于勻強磁場的平面內做勻速圓周運動 3 較復雜的曲線運動當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動 這時粒子的運動軌跡既不是圓弧 也不是拋物線 4 分階段運動帶電粒子可能依次通過幾種不同情況的復合場區(qū)域 其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化 其運動過程由幾種不同的運動階段組成 注意 研究帶電粒子在復合場中的運動時 首先要明確各種不同力的性質和特點 其次要正確地畫出其運動軌跡 再選擇恰當的規(guī)律求解 一般情況下 電子 質子 粒子等微觀粒子在復合場中所受的重力遠小于電場力 磁場力 因而重力可以忽略 如果有具體數據 可以通過比較來確定是否考慮重力 在有些情況下需要由題設條件來確定是否考慮重力 3 求解帶電粒子在復合場中的運動問題的一般步驟 1 選帶電粒子為研究對象 2 對帶電粒子進行受力分析 3 依據受力情況判定帶電粒子的運動形式 4 分析運動過程并結合力學規(guī)律列方程或畫圖象 然后求解 1 油滴在第三象限運動時受到的重力 電場力 洛倫茲力三力的大小之比 并指出油滴帶何種電荷 2 油滴在P點得到的初速度大小 3 油滴在第一象限運動的時間 觸及高考 1 本章知識是高考的熱點 主要考查磁場的基本概念 安培力和洛倫茲力的判斷和應用 側重于帶電粒子在磁場中的勻速圓周運動 帶電粒子在復合場中運動等問題 多以選擇題和綜合計算題的形式出現 2 帶電粒子在復合場中的運動是高考的重點之一 能綜合考查重力 電場力 磁場力的分析 各種力做功 能量轉化的關系 圓周運動 動力學知識 以及考生的分析和綜合應用能力 覆蓋考點較多 是歷年高考的一個命題熱點 難度較大 在學習中我們要加倍努力 一 考題探析 C 解析 1 粒子運動的軌跡如圖 a 所示 粒子在電場中的軌跡為拋物線 在磁場中為圓弧 上下對稱 圖 a 圖 b 二 臨場練兵 C 解析 由 夢溪筆談 中的記載和題中磁感線分布示意圖可知 地球內部也存在磁場 地磁南極在地理北極附近 地理南 北極與地磁場的南 北極不重合 在兩極附近地球表面的地磁場方向不與地面平行 C項錯誤 A B項正確 射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子與地磁場的磁感線不平行 故受洛倫茲力的作用 D項正確 BC C 4 2018 全國卷 24 如圖 從離子源產生的甲 乙兩種離子 由靜止經加速電壓U加速后在紙面內水平向右運動 自M點垂直于磁場邊界射入勻強磁場 磁場方向垂直于紙面向里 磁場左邊界豎直 已知甲種離子射入磁場的速度大小為v1 并在磁場邊界的N點射出 乙種離子在MN的中點射出 MN長為l 不計重力影響和離子間的相互作用 求 1 磁場的磁感應強度大小 2 甲 乙兩種離子的比荷之比 5 2017 天津卷 11 平面直角坐標系xOy中 第 象限存在垂直于平面向里的勻強磁場 第 象限存在沿y軸負方向的勻強電場 如圖所示 一帶負電的粒子從電場中的Q點以速度v0沿x軸正方向開始運動 Q點到y軸的距離為到x軸距離的2倍 粒子從坐標原點O離開電場進入磁場 最終從x軸上的P點射出磁場 P點到y軸距離與Q點到y軸距離相等 不計粒子重力 問 1 粒子到達O點時速度的大小和方向 2 電場強度和磁感應強度的大小之比