2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題十 磁場課件.ppt

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1、專題十磁場,【高考幫物理】：專題十磁場,考情精解讀,A.考點(diǎn)幫知識(shí)全通關(guān),目錄CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測,考點(diǎn)1磁場的描述及安培力的應(yīng)用,考點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),考點(diǎn)3帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),,方法1與安培力有關(guān)的力電綜合問題的求解方法,方法2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法,B.方法幫題型全突破,C.考法幫考向全掃描,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),物理專題十：磁場,方法4帶電粒子在磁場中

2、運(yùn)動(dòng)的多解問題的分析方法,方法5帶電粒子在復(fù)合場、組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法,方法6帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的主要模型的求解方法,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,考情精解讀,考綱要求命題規(guī)律命題分析預(yù)測,物理專題十：磁場,1.磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向3.安培力、安培力的方向4.勻強(qiáng)磁場中的安培力5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向6.洛倫茲力公式7.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)8.質(zhì)譜儀和回旋加速器說明:1.安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形2.洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場方向垂直的情形,,考綱要求,,命題規(guī)律,本專題是高考的熱點(diǎn)之一,磁場疊加及

3、簡單的磁偏轉(zhuǎn)問題多以選擇題的形式考查.計(jì)算題幾乎每年都考,多以壓軸題形式出現(xiàn),考查復(fù)合場下的動(dòng)力學(xué)分析問題,對綜合分析能力、空間想象及建模能力、利用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力要求非常高,,命題分析預(yù)測,A.考點(diǎn)幫知識(shí)全通關(guān),考點(diǎn)1磁場的描述及安培力的應(yīng)用考點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)3帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),物理專題十：磁場,1.磁場與電場的對比,,,考點(diǎn)1磁場的描述及安培力的應(yīng)用,2.磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度的對比,,物理專題十：磁場,3.幾種常見的磁場(1)常見磁體的磁場,物理專題十：磁場,(2)幾種電流周圍的磁場分布,續(xù)表,物理專題十：磁場,(3)地磁場地磁場的N極在地理南極

4、附近,S極在地理北極附近,磁感線分布如圖所示.在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,且方向水平向北.在北半球地磁場水平分量向北,豎直分量向下;在南半球地磁場水平分量向北,豎直分量向上.,物理專題十：磁場,4.安培力(1)安培力的方向用左手定則判斷:伸開左手,讓拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向.安培力方向特點(diǎn):FB,FI,即F垂直于B、I決定的平面(注意B和I可以不垂直).(2)安培力的大小F=BILsin(其中為B與I之間的夾角,L為導(dǎo)線在磁場中的有效長

5、度,公式適用條件為勻強(qiáng)磁場),物理專題十：磁場,1.安培力和洛倫茲力的比較,,,考點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),2.洛倫茲力與電場力的比較,物理專題十：磁場,,物理專題十：磁場,,,考點(diǎn)3帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),1.三種場的比較,2.帶電粒子在復(fù)合場中的運(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)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力大小相等,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)磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).,物理專題十：磁場,B.方法幫題型全突破,方法1與安培力有關(guān)的力電綜合問題的求解方法方法2帶電粒

6、子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法方法4帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的多解問題的分析方法方法5帶電粒子在復(fù)合場、組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法方法6帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的主要模型的求解方法,物理專題十：磁場,,,方法1與安培力有關(guān)的力電綜合問題的求解方法,方法解讀：1.對安培力的理解使用安培力公式F=BIL時(shí)要滿足:(1)B與I垂直;(2)L是有效長度,即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度,如彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖所示),相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端,因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線圈,其有效長度為零,所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場中,

7、受到的安培力的矢量和為零.2.在安培力作用下導(dǎo)體的平衡和加速問題的分析思路,,,方法1與安培力有關(guān)的力電綜合問題的求解方法,(1)選定研究對象.(2)變?nèi)S為二維,如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫出平面受力分析圖,其中安培力的方向要注意F安B、F安I.(3)列平衡方程或根據(jù)牛頓第二定律列方程進(jìn)行求解.3.通電導(dǎo)體所受安培力的方向的判斷方法(1)判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢的方向,首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況,然后利用左手定則判定導(dǎo)體的受力情況,進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢的方向.五種常用的方法如下表所示.,,,方法1與安培力有關(guān)的力電綜合問題的求解方法,續(xù)表(

8、2)在應(yīng)用左手定則判定安培力方向時(shí),磁感線方向不一定垂直于電流方向,但安培力方向一定與磁場方向和電流方向都垂直,即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面.,題型1在安培力作用下導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動(dòng)問題考法示例1如圖所示,把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方,導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向的電流I時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升,,物理專題十：磁場,解析如圖所示,把通電直導(dǎo)線中的電流等效為AO、OB兩段電流元,AO段電流元所在處的磁場方向傾斜向上,根據(jù)左手定則可知

9、其所受安培力方向垂直于紙面向外;OB段電流元所在處的磁場方向傾斜向下,同理可知其所受安培力方向垂直于紙面向里.綜上可知導(dǎo)線將以O(shè)點(diǎn)為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視).取把導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90的特殊位置來分析,根據(jù)左手定則判得順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)安培力方向向下,故導(dǎo)線在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確.答案A,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,考法示例2如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導(dǎo)線的截面,導(dǎo)線中無電流時(shí)磁鐵對斜面的壓力為FN1;當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時(shí),磁鐵對斜面的壓力為FN2,則下列關(guān)于壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是A.FN1FN2,彈簧的伸

10、長量增大D.FN1FN2,彈簧的伸長量減小,,物理專題十：磁場,解析采用“轉(zhuǎn)換研究對象法”:由于條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)到S極,所以可畫出磁鐵在導(dǎo)線A處的一條磁感線,此處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向斜向左下方,如圖所示,導(dǎo)線A中的電流垂直紙面向外,由左手定則可判斷導(dǎo)線A必受斜向右下方的安培力,由牛頓第三定律可知磁鐵所受導(dǎo)線A的作用力的方向是斜向左上方,所以磁鐵對斜面的壓力減小,FN1FN2.同時(shí),由于導(dǎo)線A比較靠近N極,安培力的方向與斜面的夾角小于90,所以電流對磁鐵的作用力有沿斜面向下的分力,使得彈簧彈力增大,可知彈簧的伸長量增大,所以正確選項(xiàng)為C.答案C,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,考

11、法示例3如圖所示,輕質(zhì)導(dǎo)電線圈掛在磁鐵N極附近,當(dāng)線圈通以圖示方向的電流時(shí),線圈將(未通電時(shí)線圈在紙面內(nèi))A.不動(dòng)B.轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近磁鐵C.轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開磁鐵D.不轉(zhuǎn)動(dòng),只靠近磁鐵,,物理專題十：磁場,解析通電線圈可等效為圓心處一個(gè)小磁針,其N極指向紙內(nèi),S極指向紙外,而磁鐵在線圈圓心處的磁場方向?yàn)樗较蛴?故小磁針從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示,同時(shí),異名磁極相互吸引,故線圈向磁鐵靠近,選項(xiàng)B正確.答案B,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,題型2安培力作用下的平衡問題考法示例2如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角=37,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)分布著

12、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場,金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10m/s2.已知sin37=0.60,cos37=0.80,求:(1)通過導(dǎo)體棒的電流;(2)導(dǎo)體棒受到的安培力的大小;(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,方法2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,方法解讀

13、：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定,,,方法1勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用方法,續(xù)表,方法2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法,方法解讀：1.分析臨界問題的關(guān)鍵:找準(zhǔn)臨界點(diǎn)以題目中“恰好”“最大”“最高”“至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,分析可能的情況,必要時(shí)畫出幾個(gè)半徑不同的軌跡,找出臨界條件,如:(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切;(2)當(dāng)速率v一定時(shí),弧長(或弦長)越長,圓心角越

14、大,則帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長;(3)圓形勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡圓半徑大于磁場區(qū)域圓半徑時(shí),則入射點(diǎn)和出射點(diǎn)為磁場直徑的兩端點(diǎn)時(shí),軌跡對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角最大.2.有界磁場中臨界問題的處理方法,,,方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法,,,,方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法,,,,方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法,,,,方法3帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題的分析方法,(3)圓形磁場相交于圓心:帶電粒子沿指向圓心的方向進(jìn)入磁場,則出磁場時(shí)速度的反向延長線一定過圓心,即兩速度矢量相交于圓心,如圖丙所

15、示.直徑最小:帶電粒子從直徑的一個(gè)端點(diǎn)射入磁場,則從該直徑的另一端點(diǎn)射出時(shí),圓形磁場區(qū)域面積最小,如圖丁所示.(4)環(huán)狀磁場徑向出入:帶電粒子沿(逆)半徑方向射入磁場,若能返回同一邊界,則一定逆(沿)半徑方向射出磁場.最值相切:當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與圓相切時(shí),粒子有最大速度,而磁場有最小磁感應(yīng)強(qiáng)度,如圖戊所示.,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,答案BD特別提醒解答帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的問題,關(guān)鍵在于掌握半徑以及周期公式,并作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖,根據(jù)軌跡圖結(jié)合幾何關(guān)系判定粒子的臨界條件.,,物理專題十：磁場,考法示例72015四川高考,7,6分多選如圖所示,S處有一電子源,可向紙

16、面內(nèi)任意方向發(fā)射電子,平板MN垂直于紙面,在紙面內(nèi)的長度L=9.1cm,中點(diǎn)O與S間的距離d=4.55cm,MN與SO直線的夾角為,板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.010-4T.電子質(zhì)量m=9.110-31kg,電荷量e=-1.610-19C,不計(jì)電子重力.電子源發(fā)射速度v=1.6106m/s的一個(gè)電子,該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長度為l,則A.=90時(shí),l=9.1cmB.=60時(shí),l=9.1cmC.=45時(shí),l=4.55cmD.=30時(shí),l=4.55cm,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,題型5磁場區(qū)域的最小面積問題考法示例8一質(zhì)量為

17、m、帶電荷量為q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的一圓形勻強(qiáng)磁場(未畫出),磁場方向垂直于紙面,粒子飛出磁場區(qū)域后,從b處穿過x軸,速度方向與x軸正向夾角為30,如圖所示(粒子重力忽略不計(jì)).試求:(1)圓形磁場區(qū)域的最小面積;(2)粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)到達(dá)b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間;(3)b點(diǎn)的坐標(biāo).,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,題型6帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的最大速度問題考法示例6如圖所示,兩個(gè)同心圓,半徑分別為r和2r,在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)

18、度為B.圓心O處有一放射源,可以釋放出質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子,假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行.(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向,OA與初速度方向夾角為60,要想使該粒子從磁場第一次穿出時(shí)恰好通過A點(diǎn),則初速度的大小是多少?(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域的外邊界,則粒子的初速度不能超過多少?,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,方法4帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的多解問題的分析方法,方法解讀：1.帶電粒子電性不確定形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(fù)電,在相同的初速度的條件下,正

19、、負(fù)粒子在磁場中運(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,如果帶正電,其軌跡為a,如果帶負(fù)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(yīng)強(qiáng)度的大小,而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,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,如果磁場方向垂直紙面向里,其軌跡為a,如果磁場方向垂直紙面向外,其軌跡為b.,,,方法4帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的多解問題的分析方法,3.臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時(shí),若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是不確定的圓弧狀,因此,它可能穿過去了,也可能轉(zhuǎn)過180從入射界面這邊

20、反向飛出,如圖丙所示,于是形成多解.4.運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解帶電粒子在部分是電場,部分是磁場的空間運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)往往具有往復(fù)性,如圖丁所示,從而形成多解.,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,特別提醒(1)粒子垂直邊界PQ從G點(diǎn)進(jìn)入上部磁場區(qū)域,在該磁場區(qū)域經(jīng)過部分圓周運(yùn)動(dòng)后從E點(diǎn)垂直邊界PQ回到EF、GH之間的磁場區(qū)域.(2)如果EF不動(dòng),GH右移,只與板碰一次就回到S點(diǎn),造成多解的原因有兩個(gè),一個(gè)是周期性問題,另一個(gè)是由于遵循反射定律造成的多解問題.,,

21、數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,題型8運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解考法示例11如圖甲所示,M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板,板間距離為d,兩板中央各有一個(gè)小孔,分別為O、O,且它們正對,在兩板間有垂直于紙面方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示,設(shè)垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较?有一群正離子在t=0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場.已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q,正離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0,不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響,不計(jì)離子所受重力.求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小;(2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場,正離子射入磁場時(shí)的速度v0的可

22、能值.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,特別提醒本題是一種典型的周期性多解問題,對于這類問題,可以先根據(jù)磁場的變化情況嘗試畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,從圖中判斷運(yùn)動(dòng)的周期性,再根據(jù)時(shí)間關(guān)系或位移關(guān)系寫出通項(xiàng)公式.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,答案BC特別提醒(1)本題中沒有交代粒子帶電荷量的性質(zhì),故存在兩種可能即帶正電荷和帶負(fù)電荷.(2)帶電粒子垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場,剛好不能穿出磁場邊界的臨界條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切.,,數(shù)學(xué)

23、第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,方法5帶電粒子在復(fù)合場、組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法,方法解讀：1.帶電粒子在復(fù)合場中無約束情況下的運(yùn)動(dòng)常見運(yùn)動(dòng)形式的分析:(1)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場和重力場共同存在的復(fù)合場中,重力和電場力等大反向,兩個(gè)力的合力為零,粒子運(yùn)動(dòng)方向和磁場方向垂直時(shí),帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)自由帶電粒子(無軌道約束),在勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場和重力場構(gòu)成的復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是勻速直線運(yùn)動(dòng),這是因?yàn)殡妶隽椭亓Χ际呛懔?若它們的合力不與洛倫茲力平衡,則帶電粒子速度的大小和方向都會(huì)改變,

24、就不可能做直線運(yùn)動(dòng).(粒子沿磁場方向運(yùn)動(dòng)除外),,,方法5帶電粒子在復(fù)合場、組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法,2.帶電粒子在復(fù)合場中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,常見的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況,并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn),用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果.3.帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的解題思路,,,方法5帶電粒子在復(fù)合場、組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法,注意:對于粒子連續(xù)通過幾個(gè)不同情況場的問題,要分階段進(jìn)行處理.轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度往往成為解題的突破口.4.解決帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法,,

25、,方法5帶電粒子在復(fù)合場、組合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法,5.帶電粒子在交變復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)問題的基本思路,題型10帶電粒子在有約束的復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)考法示例10一個(gè)質(zhì)量m=0.1g的小滑塊,帶有q=510-4C的電荷量,放置在傾角=30的光滑絕緣斜面上,斜面固定且置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里,如圖所示,小滑塊由靜止開始沿斜面下滑,斜面足夠長,小滑塊滑至某一位置時(shí),要離開斜面(g取10m/s2).求:(1)小滑塊帶何種電荷?(2)小滑塊離開斜面時(shí)的瞬時(shí)速度多大?(3)該斜面長度至少多長?,,物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物

26、理專題十：磁場,題型11帶電粒子在無約束的復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)考法示例14如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy,其第一象限存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度的方向水平向右,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里.一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的微粒從原點(diǎn)出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45的初速度進(jìn)入復(fù)合場中,正好做直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到A(l,l)時(shí),電場方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計(jì)電場變化的時(shí)間),微粒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,正好垂直于y軸穿出復(fù)合場.不計(jì)一切阻力,求:(1)電場強(qiáng)度E的大小;(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(3)粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：

27、磁場,特別提醒(1)帶電粒子在重力場、電場、磁場的復(fù)合場中只受重力、電場力、洛倫茲力作用時(shí)做的直線運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng),且這三個(gè)力的合力為零.(2)在復(fù)合場中,當(dāng)電場力和重力平衡時(shí),粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).,,物理專題十：磁場,題型12帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的能量問題考法示例15多選如圖所示,帶電平行板中勻強(qiáng)電場E的方向豎直向上,勻強(qiáng)磁場B的方向垂直紙面向里.一帶電小球從光滑絕緣軌道上的A點(diǎn)自由滑下,經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)使小球從較低的C點(diǎn)自由滑下,經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間,則小球在板間運(yùn)動(dòng)過程中A.動(dòng)能將會(huì)增大B.電勢能將會(huì)減小C.所受電場力將會(huì)增大D.所受磁場力將

28、會(huì)增大,,物理專題十：磁場,解析：由題意判斷可知小球帶正電,從A點(diǎn)滑下進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域時(shí)做直線運(yùn)動(dòng),則小球受力平衡,即mg=qE+qvB,從C點(diǎn)滑下進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域時(shí),速度小于從A點(diǎn)滑下時(shí)進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域時(shí)的速度,則mgqE+qvB,小球向下偏轉(zhuǎn),重力做正功,電場力做負(fù)功,因?yàn)閙gqE,則合力做正功,小球電勢能和動(dòng)能均增大,且洛倫茲力F=qvB也增大,選項(xiàng)A、D正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于板間電場是勻強(qiáng)電場,則小球所受電場力恒定,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案AD特別提醒1.帶電粒子從A點(diǎn)滑下進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域時(shí)做直線運(yùn)動(dòng),則小球受力平衡,即mg=qE+qvB.2.復(fù)合場中洛倫茲力不做功但是洛倫茲力大小會(huì)影響粒子的偏轉(zhuǎn)方向

29、也會(huì)影響重力和電場力做功.本題中粒子從C點(diǎn)滑下進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域時(shí),速度小于從A點(diǎn)滑下時(shí)進(jìn)入復(fù)合場區(qū)域的速度,則mgqE+qvB,小球向下偏轉(zhuǎn),重力做正功,電場力做負(fù)功,合外力做正功.,,物理專題十：磁場,題型13帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題考法示例16如圖所示,在第一象限存在勻強(qiáng)磁場(未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xy平面)向外;在第四象限存在勻強(qiáng)電場(未畫出),方向沿x軸負(fù)向.在y軸正半軸上某點(diǎn)以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場.不計(jì)重力.若該粒子離開電場時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為,求:(1)電場強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)

30、度大小的比值;(2)該粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,特別提醒帶電粒子在磁場和電場中的運(yùn)動(dòng)的區(qū)別:帶電粒子垂直磁感線方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),平行磁感線方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng);帶電粒子平行電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),垂直電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)做類平拋運(yùn)動(dòng).,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,方法6帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的主要模型的求解方法,,,方法6帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的主要模型的求解方法,續(xù)表,,,方法6帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的主要模型的求解方

31、法,續(xù)表,,,物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十：磁場,題型16回旋加速器問題考法示例19回旋加速器是用于加速帶電粒子流,使之獲得很大動(dòng)能的儀器,其核心部分是兩個(gè)D形金屬扁盒,兩扁盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒間狹縫中形成勻強(qiáng)電場,使粒子每次穿過狹縫都得到加速.兩盒放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圓心附近,若粒子源射出的粒子電荷量為q、質(zhì)量為m,粒子最大回旋半徑為Rmax,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,問:(1)粒子在盒內(nèi)磁場中做何種運(yùn)動(dòng)?(2)粒子在兩盒間狹縫內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)?(3)所加交變

32、電壓頻率為多大?粒子運(yùn)動(dòng)角速度為多大?(4)粒子離開加速器時(shí)速度為多大?,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,題型17磁聚焦與磁擴(kuò)散問題考法示例20如圖所示,x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上.在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)加一與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場.在坐標(biāo)原點(diǎn)O處放置一帶電微粒發(fā)射裝置,它可以連續(xù)不斷地發(fā)射具有相同質(zhì)量m、電荷量q(q0)且初速度為v0的帶電粒子,不計(jì)粒子重力.調(diào)節(jié)坐標(biāo)原點(diǎn)O處的帶電微粒發(fā)射裝置,使其在xOy平面內(nèi)不斷地以相同速率v0沿不同方向?qū)⑦@種帶電微粒射入x軸上方,現(xiàn)要求這些帶電微粒最終都能平行于x軸正方向射出,則帶電微粒的速率v0必須滿足什

33、么條件?,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,題型18速度選擇器、電磁流量計(jì)、霍爾效應(yīng)、磁流體發(fā)電機(jī)相關(guān)問題考法示例21如圖所示,一電子束垂直于電場線與磁感線方向入射后偏向A極板,為了使電子束沿射入方向做直線運(yùn)動(dòng),可采用的方法是A.將變阻器滑片P向右滑動(dòng)B.將變阻器滑片P向左滑動(dòng)C.將極板間距離適當(dāng)減小D.將極板間距離適當(dāng)增大,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,,,物理專題十：磁場,C.考法幫考向全掃描,考向1磁場的描述、安培定則、安培力考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)考向3考查帶電

34、粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng)考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,物理專題十：磁場,帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的問題是高考中的必考點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn).本專題內(nèi)容高考主要分三個(gè)層次進(jìn)行考查:一是雙基過關(guān)類問題,突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量(半徑、速度、時(shí)間、周期等)的考查,以考查對知識(shí)的理解能力為主,通常以選擇題的形式出現(xiàn);二是能力提高類題目,突出對思維能力和綜合能力考查,這類題雖然有一定的難度,但經(jīng)過大量的訓(xùn)練后,解決這類問題并不困難;三是創(chuàng)新性題目,突出本部分內(nèi)容在實(shí)際生活中的應(yīng)用,以考查思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力為主,這類題有相對較大的難度,甚至?xí)鳛閴狠S題出現(xiàn).,,,考

35、情揭秘,命題透視:對于磁場的描述、安培定則和安培力等知識(shí),在高考中主要考查對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解,地磁場方向的判斷,電流磁場方向的判斷,電流磁場的疊加以及通電導(dǎo)線在磁場中加速運(yùn)動(dòng)和平衡問題.常以選擇題形式出現(xiàn),難度適中.,,,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,示例13地磁場2016北京高考,17,6分中國宋代科學(xué)家沈括在夢溪筆談中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也.”進(jìn)一步研究表明,地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖所示.結(jié)合上述材料,下列說法不正確的是A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場,地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁

36、場方向都與地面平行D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用,,,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,命題立意考查學(xué)生對地磁場的理解:赤道的地磁場水平向北;北半球地磁場水平分量向北豎直分量向下;南半球地磁場水平分量向北豎直分量向上.解析根據(jù)“則能指南,然常微偏東,不全南也”知,選項(xiàng)A正確.由題圖可知地磁場的南極在地理北極附近,選項(xiàng)B正確.由圖可知在兩極附近地磁場與地面不平行,選項(xiàng)C不正確.由圖可知赤道附近的地磁場與地面平行,射向地面的帶電宇宙射線粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直,會(huì)受到磁場力的作用,選項(xiàng)D正確.答案C,,,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,,,,考向1磁場的描述、安培定則

37、、安培力,,,,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,,,,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,示例26磁場對電流的安培力作用2015全國卷,24,12分如圖所示,一長為10cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中;磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T,方向垂直于紙面向里;彈簧上端固定,下端與金屬棒絕緣.金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢為12V的電池相連,電路總電阻為2.已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長量均為0.5cm;閉合開關(guān),系統(tǒng)重新平衡后,兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3cm.重力加速度大小取10m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量.,,,考向1磁場

38、的描述、安培定則、安培力,命題立意考查安培力的理解、計(jì)算以及電流在安培力作用下的平衡問題.解析依題意,開關(guān)閉合后,電流方向從b到a,由左手定則可知,金屬棒所受的安培力方向豎直向下.開關(guān)斷開時(shí),兩彈簧各自相對于其原長伸長為l1=0.5cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kl1=mg式中,m為金屬棒的質(zhì)量,k是彈簧的勁度系數(shù),g是重力加速度的大小.開關(guān)閉合后,金屬棒所受安培力的大小為F=IBL式中,I是回路電流,L是金屬棒的長度.兩彈簧各自再伸長了l2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡條件得2k(l1+l2)=mg+F由歐姆定律有E=IR式中,E是電池的電動(dòng)勢,R是電路總電阻聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得

39、m=0.01kg.答案0.01kg,,,考向1磁場的描述、安培定則、安培力,命題透視:洛倫茲力是本專題的基本知識(shí)點(diǎn),帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)是高考中的熱點(diǎn),帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題、極值問題、多解問題是高考中的難點(diǎn).,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),示例27磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用、洛倫茲力2015海南高考,1,3分如圖所示,a是豎直平面P上的一點(diǎn),P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點(diǎn),P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下,在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過a點(diǎn).在電子經(jīng)過a點(diǎn)的瞬間,條形磁鐵的磁場對該電子的作用力的方向A.向上B.向下C.向左D.向右命題立意考查磁場對

40、電荷的洛倫茲力的方向的判斷.,,,考考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),解析條形磁鐵在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直豎直平面P向外,電子運(yùn)動(dòng)方向水平向右,由左手定則可知,電子所受洛倫茲力方向向上,A項(xiàng)正確.答案A,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),示例29帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度的極值問題2014重慶高考,9,18分如圖所示,在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場,同時(shí)該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B,KL為上下

41、磁場的水平分界線,在NS和MT邊界上,距KL高h(yuǎn)處分別有P、Q兩點(diǎn),NS和MT間距為1.8h.質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入該區(qū)域,在兩邊界之間做圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.(1)求電場強(qiáng)度的大小和方向.(2)要使粒子不從NS邊界飛出,求粒子入射速度的最小值.(3)若粒子能經(jīng)過Q點(diǎn)從MT邊界飛出,求粒子入射速度的所有可能值.,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),思維節(jié)點(diǎn)(1)在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場,同時(shí)該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直紙面向外

42、和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,為什么帶電粒子從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入該區(qū)域,在兩邊界之間能做圓周運(yùn)動(dòng)?提示:帶電粒子能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)殡妶隽椭亓Χζ胶舛鍌惼澚Τ洚?dāng)向心力,即mg=qE.(2)帶電粒子恰好不從NS邊界射出的臨界條件是什么?提示:帶電粒子恰好不從左邊界射出的臨界條件是其運(yùn)動(dòng)軌跡恰好和KS邊界相切.,,,考向2洛倫茲力及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),命題透視:帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)是高考命題的熱點(diǎn)和難點(diǎn),帶電粒子在電場、磁場、重力場的復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)問題,電場和磁場的組合場問題,交變電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)問題都是高考中的熱點(diǎn)和難點(diǎn),出現(xiàn)頻率高,難度大,要重點(diǎn)突破.,,,考向3考

43、查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),示例30帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)2015福建高考,22,20分如圖所示,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向水平向右,電場強(qiáng)度大小為E,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng).A、C兩點(diǎn)間距離為h,重力加速度為g.(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC;(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf;(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場,此后小滑塊

44、繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn).已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t,求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP.,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),示例31帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題2015天津高考,12,20分現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng).真空中存在著如圖所示的多層緊密相鄰的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場與磁場的寬度均為d.電場強(qiáng)度為E,方向水平向右;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里.電場、磁場的邊界互相平行且與電場方向垂直.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q

45、的帶正電粒子在第1層電場左側(cè)邊界某處由靜止釋放,粒子始終在電場、磁場中運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子重力及運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射.,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),(1)求粒子在第2層磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度v2的大小與軌跡半徑r2;(2)粒子從第n層磁場右側(cè)邊界穿出時(shí),速度的方向與水平方向的夾角為n,試求sinn;(3)若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出,試問在其他條件不變的情況下,也進(jìn)入第n層磁場,但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場右側(cè)邊界,請簡要推理說明之.命題立意考查帶電粒子在電場中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng),電場力做功改變粒子的動(dòng)能,帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn),洛倫茲力不改變粒子速度的大小只改變

46、速度的方向,粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).解題時(shí)要抓住聯(lián)系兩個(gè)場的“紐帶”速度.,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),,,,考向3考查帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的運(yùn)動(dòng),命題透視：帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用主要有回旋加速器、質(zhì)譜儀、速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、霍爾效應(yīng)、電磁流量計(jì)、磁發(fā)散與磁聚焦等模型,近幾年高考多次考查回旋加速器、霍爾效應(yīng)、質(zhì)譜儀,目的是考查學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.,,,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,,,,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,命題立意考查學(xué)生對回旋加速器原理的理解:回旋加速器能將粒子加速到的最大動(dòng)能只與回旋加速器的半徑有關(guān),與加速電壓無關(guān);帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于在電場中的加速時(shí)間和磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的總和;帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與速度無關(guān).,,,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,,,,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,,,,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,,,,考向4考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用,