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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,目 录,Contents,考情精解读,考点,1,考点,2,A.,知识全通关,B.,题型全突破,C.,能力大提升,考法,1,考法,2,考法,4,考法,3,方法,1,方法,2,方法,3,方法,4,1/73,考情精解读,2/73,考纲解读,命题趋势,命题规律,考情精解读,1,物理 专题,10,磁场,磁场、磁感应强度、磁感线,通电直导线和通电线圈周围磁场方向,安培力、安培力方向,匀强磁场中安培力,洛伦兹力、洛伦兹力方向,洛伦兹力公式,带电粒子在匀强磁场中运动,质谱仪和盘旋加速器,3/73,考纲解读,命题规律,考情精解读,2,命题趋势,物理 专题,10,磁场,考查内容,全国,全国,全国,自主命题区域,磁场、洛伦兹力、安培力【60%】,全国,24,14分,全国,24,12分,全国,15,6分,北京,17,6分,海南,8,5分,浙江,24,20分,上海,25,4分,北京,16,6分,浙江,20,6分,带电粒子在匀强磁场中运动【85%】,全国,15,6分,全国,18,6分,全国,18,6分,全国,14,6分,全国,19,6分,全国,16,6分,全国,20,6分,海南,14,14分,四川,4,6分,浙江,25,22分,江苏,15,16分,浙江,25,22分,江苏,14,16分,4/73,考纲解读,命题规律,考情精解读,3,命题趋势,物理 专题,10,磁场,考查内容,全国,全国,全国,自主命题区域,带电粒子在复合场中运动【40%】,天津,11,18分,天津,12,20分,5/73,考纲解读,命题规律,考情精解读,4,返回目录,1.热点预测关于本专题内容,洛伦兹力作用下有界磁场中偏转运动以及复合场作用下动力学综合问题是考查热点,题型以计算题为主,分值是18分左右.,2.趋势分析预计命题仍会以带电粒子在有界磁场中运动临界问题以及在复合场中运动受力分析问题为主.,命题趋势,物理 专题,10,磁场,6/73,知识全通关,7/73,知识全通关,1,考点一磁场性质安培力,继续学习,物理 专题,10,磁场,一、磁场,1.磁场基本性质:磁场对放入其中磁体、电流或运动电荷有力作用.,2.磁场方向:在磁场中任意一点,放在该点小磁针N极受力方向或者小磁针静止时北极指向被要求为该点磁场方向.,二、磁感线,1.磁感线:在磁场中画出一系列有方向曲线,使这些曲线上各点切线方向跟该点磁场方向一致.,2.磁感线特点,(1)过磁感线上某点切线方向就是该点磁场方向.,(2)磁感线疏密定性地表示磁场强弱.同一图像中,磁感线较密地方磁场较强,磁感线较疏地方磁场较弱.,(3)磁感线是闭合曲线.在磁体外部,由N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极.,(4)同一磁场磁感线不中止、不相交、不相切.,8/73,知识全通关,2,物理 专题,10,磁场,磁感线与电场线比较,磁感线,电场线,相,似,点,意义,为形象地描述磁场方向和相对强弱而假想线,为形象地描述电场方向和相对强弱而假想线,方向,磁感线上各点切线方向即为该点磁场方向,是磁针N极受力方向,电场线上各点切线方向即为该点电场方向,是正电荷所受电场力方向,疏密,表示磁场强弱,表示电场强弱,特点,在空间不相交、不中止,除电荷处外,在空间不相交、不中止,不一样点,是闭合曲线,起始于正电荷,(,或无穷远处,),终止于无穷远处,(,或负电荷,),不是闭合曲线,9/73,知识全通关,3,物理 专题,10,磁场,继续学习,三、地磁场,1.地磁场:地球是一个巨大磁体,其周围存在着磁场叫作地磁场.指南针正是利用地磁场而工作.,2.磁偏角:地磁两极与地球地理两极并不重合,如图所表示,所以磁针并非准确地指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角,简称磁偏角.,3.地磁场特点,(1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱.,(2)地磁场,N,极在地理南极附近,S,极在地理北极附近.,(3)磁偏角数值在地球上不一样地方是不一样,因为地球磁极迟缓移动,磁偏角,10/73,知识全通关,4,物理 专题,10,磁场,继续学习,对地磁场了解三大误区:,1.将地理南北极与地磁场南北极混同,误将地理南极(或北极)看成地磁场南极(或北极);,2.误认为地理两极与地磁场两极重合,实际上,二者并不重合,地磁场两极在地理两极附近;,3.误认为地球上各点磁场方向都是和地面平行,实际上除赤道外,南北半球磁场都有竖直分量.,四、电流磁场安培定则,11/73,知识全通关,5,物理 专题,10,磁场,继续学习,1.直线电流周围磁感线:电流方向与磁感线方向符合安培定则(右手螺旋定则).用右手握住直导线,让伸直拇指所指方向与电流方向一致,则弯曲四指所指方向就是磁感线围绕方向.如图所表示.,2.环形电流周围磁感线:把右手握成环形且拇指伸直,让弯曲四指所指方向与电流围绕方向一致,则伸直拇指所指方向就是环形导线轴线上磁感线方向.如图所表示.,12/73,知识全通关,6,物理 专题,10,磁场,继续学习,3.通电螺线管周围磁感线:电流方向与磁感线方向符合安培定则(右手螺旋定则).把右手握成环形且拇指伸直,让弯曲四指所指方向与电流围绕方向一致,则伸直拇指所指方向就是螺线管内部磁感线方向.如图所表示.,13/73,知识全通关,7,物理 专题,10,磁场,继续学习,五、磁感应强度,1.定义式:,B=,F/,(,IL,),磁感应强度B是由比值法定义,它由磁场本身决定,能够由上式计算,但,B,与,F、I、L,无关。,2.方向:磁感应强度B方向与磁场方向一致,与磁场力方向垂直,即经过某点磁感线切线方向为该点磁感应强度方向.,3.单位:特斯拉,符号,T,1 T=1 N/(Am)=1 kg/(As2).,4.矢量性:磁感应强度是矢量,现有大小,又有方向.假如空间有两条以上通电导线,在空间任一点磁感应强度等于每一条导线在该点产生磁场磁感应强度矢量和.,5.匀强磁场:磁感应强度大小、方向处处相同磁场.在匀强磁场中,磁感线相互平行且等距.,14/73,知识全通关,8,物理 专题,10,磁场,磁感应强度B与电场强度E比较,磁感应强度,B,电场强度,E,物理意义,描述磁场力性质物理量,描述电场力性质物理量,定义式,B,=,通电导线与,B,垂直,E=F/q,大小决定原因,由磁场本身决定,与试探电流无关,由电场本身决定,与试探电荷无关,与力关系,试探电流所受磁场力,F=,0,时,B,不一定为,0,试探电荷所受电场力,F,=,0,时,E,一定为,0,标矢性,矢量,其方向沿磁感线切线方向,是小磁针N极受力方向,矢量,其方向沿电场线切线方向,是放入该点正电荷受力方向,场叠加,合磁感应强度等于各磁感应强度矢量和,合场强等于各个电场强度矢量和,单位,1 T,=,1 N/(A,m),1 V/m,=,1 N/C,磁感应强度,B,与电场强度,E,比较,15/73,知识全通关,9,物理 专题,10,磁场,正确了解磁感应强度,(1)磁感应强度是反应磁场性质物理量,是由磁场本身决定,与是否引入电流元、引入电流元是否受力及受力大小无关.,(2)因为通电导线取不一样方向时,其受力大小不尽相同,在定义磁感应强度时,式中,F,是直导线垂直磁场时受到力.,6.直线电流产生磁场磁感应强度特点,直线电流产生磁场磁感应强度,B=k,式中,k,为常数,I,为导线中电流大小,r,为空间某点到导线距离.由此式可知:,(1)对于给定点,导线中电流越大,该点磁感应强度越大;,(2)导线中电流大小一定时,离导线越近,磁感应强度越大.,此式即使不作要求,但能够借助此式求解磁感应强度叠加问题.,继续学习,16/73,知识全通关,10,物理 专题,10,磁场,继续学习,六、安培力,1.安培力方向左手定则,伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,而且都与手掌在同一个平面内;让磁感线垂直掌心进入,并使四指指向电流方向,这时拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向.,2.安培力大小,(1)当电流(,I),方向与磁感应强度(,B,)方向垂直时,导线所受安培力(,F,)最大,即,F=BIL,.,(2)当电流(,I,)方向与磁感应强度(,B,)方向平行时,导线所受安培力(,F,)为零.,(3)当电流(,I,)方向与磁感应强度(,B,)方向成角时,安培力,F=BILsin.,17/73,知识全通关,11,物理 专题,10,磁场,继续学习,对安培力公式,F=BILsin,了解,1.,B,对放入其中通电导线来说,是外磁场磁感应强度,是,B,和,I,方向夹角.,2.导线,L,所处磁场应为匀强磁场;在非匀强磁场中,应将导线分成若干段(电流元),使每段导线所在处近似为匀强磁场,求出各段导线所受安培力,然后再求协力.,3.公式中,L,为导线在垂直磁场方向有效长度.弯曲通电导线有效长度,L,等于,18/73,知识全通关,12,考点二洛伦兹力带电粒子在磁场中运动,物理 专题,10,磁场,一、洛伦兹力方向及大小,1.洛伦兹力:磁场对运动电荷作用力叫作洛伦兹力.,2.洛伦兹力推导,如图所表示,直导线长为,L,电流为,I,导体中运动电荷数为,n,横截面积为,S,电荷电荷量为,q,运动速度为,v,则,安培力,F=BIL=nF,洛,所以洛伦兹力F,洛,=,F/n,=,BIL/n,.,因为,I=NqSv(N,为单位体积内电荷数),所以,F,洛,=,NqSvLB/n=NSLqvb/n,式中,n=NSL,故,F,洛,=qvB,.,继续学习,19/73,知识全通关,13,3.洛伦兹力方向,(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,而且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动方向,这时拇指所指方向就是运动正电荷在磁场中所受洛伦兹力方向.,负电荷受力方向与正电荷受力方向相反.,(2)方向特点,:,F、v、B,满足左手定则,F,垂直于,v、B,所决定平面.,因为洛伦兹力一直与速度方向垂直,故洛伦兹力永不做功.,4.洛伦兹力大小:,F=qvBsin,其中,为电荷运动方向与磁场方向之间夹角.,(1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时,F=qvB.,(2)当电荷运动方向与磁场方向平行时,F=0.,(3)当电荷在磁场中静止时,F=0.,物理 专题,10,磁场,继续学习,20/73,知识全通关,14,物理 专题,10,磁场,洛伦兹力与电场力比较,比较项目,洛伦兹力,F,电场力,F,大小,F=qvB,(,v,B,),F=qE,与速度关系,v=,0,或,v,B,时,F=,0,与速度有没有、方向均无关,力方向与场方向关系,一定是,F,B,F,v,正电荷所受电场力方向与电场方向相同,负电荷所受电场力方向与电场方向相反,做功情况,任何情况下都不做功,可能做正功、负功,也可能不做功,力F为零时场情况,F,为零时,B,不一定为零,F,为零时,E,一定为零,作用效果,只改变电荷运动速度方向,不改变速度大小,既能够改变电荷运动速度大小,也能够改变电荷运动速度方向,21/73,知识全通关,15,【,通关秘籍,】,1.解答带电粒子在磁场中运动问题关键是正确作出带电粒子在磁场中运动轨迹图.,2.求解带电粒子做圆周运动半径及圆心角,主要是灵活应用几何知识.,物理 专题,10,磁场,继续学习,22/73,题型全突破,23/73,考法,1,安培力作用下物体平衡和加速,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,1,考法指导,一、对安培力了解,1.应用公式,F=BIL,时应注意问题,因为,F=BIL,是由,B=,导出,所以在应用时应注意:,(1),B,与,L,垂直;,(2),L,是有效长度;,(3),B,并非一定为匀强磁场,但它应该是,L,所在处磁感应强度.,2,.,F、B、I,三者方向间关系,(1)安培力F方向既与电流I方向垂直,也与磁场方向垂直,即安培力方向垂直于电流方向与磁场方向所决定平面,但电流方向与磁场方向不一定垂直.,(2)已知电流,I,方向和磁场方向能够确定安培力,F,方向,但假如只知道安培力,F,方向和磁场方向(或电流方向),无法判断电流方向(或磁场方向).,24/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,2,3)当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力方向仍垂直于电流方向与磁场方向所决定平面,所以仍能够用左手定则来判断安培力方向,只是磁感线不垂直穿过掌心.,3.安培力做功,(1)安培力能够做正功,也能够做负功.,(2)安培力做功实质:能量转化.,当导体克服安培力做功(安培力对导体做负功)时,其它形式能转化成电能(如发电机),假如安培力对导体做正功,则电能转化成其它形式能(如电动机).,25/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,3,二、安培力作用下物体平衡和加速问题,分析有安培力参加物体平衡和加速问题,应用主要规律是平衡条件和牛顿第二定律,只是在对物体受力分析时要注意分析安培力.,1.安培力作用下物体平衡问题,解题步骤和共点力平衡问题相同,普通是:,(1)先进行受力分析,画出受力分析图.,(2)依据共点力平衡条件列出平衡方程进行求解.其中主要是在受力分析过程中不要遗漏了安培力.,2.安培力作用下加速问题与动力学问题一样,关键是做好受力分析,然后依据牛顿第二定律求出加速度,最终利用运动学公式求解.,26/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,4,3.常见还有安培力与闭合电路欧姆定律相结合题目,解答时主要应用知识有:,(1)闭合电路欧姆定律.,(2)安培力公式,F=BIL,及左手定则.,(3)物体平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式.,27/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,5,【,考法示例,1】,如图所表示,用两根轻细金属丝将质量为,m,、长为,l,金属棒,ab,两端悬挂在,c、d,两处,置于竖直向上匀强磁场内.当棒中通以从,a,到,b,电流I后,两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态,则磁感应强度,B,为多大?为了使棒平衡在该位置上,所需匀强磁场磁感应强度,B,最小为多少?方向怎样?,思绪分析解答本题,首先要对研究对象进行受力分析,画出受力分析图(如侧视图、俯视图),然后依据平衡条件列方程并分析极值.,28/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,6,解析画出从右侧逆着电流方向侧视图,如图甲所表示.金属棒在重力,mg、,悬线拉力T、安培力F三个力作用下处于平衡状态,由平衡条件得,F=mgtan,又,F=BIl,解得,B=tan,要求所加匀强磁场磁感应强度最小,应使棒在该位置平衡时所受安培力最小.因为棒重力恒定,悬线拉力方向不变,由图乙所表示力三角形可知,安培力最小值为,F,min,=mgsin,即,B,min,Il=mgsin,解得,B,min,=sin,由左手定则可知,所加磁场方向应平行于悬线向上.,答案,tan sin,方向平行于悬线向上,29/73,返回目录,物理 专题,10,磁场,题型全突破,7,【,突破攻略,】,通电导线在磁场中平衡和加速问题,与力学相比多了一个安培力.准确使用左手定则判断出安培力方向,作出完整、准确受力分析图,是处理这类问题关键.,30/73,考法,2,带电粒子在有界匀强磁场中运动,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,1,考法指导,一、带电粒子在有界匀强磁场中运动时常见情形,有界匀强磁场问题是指只在局部空间存在着匀强磁场,带电粒子从磁场区域外垂直磁场方向射入磁场,在磁场区域内经历一段匀速圆周运动后离开磁场区域一类问题.因为磁场区域边界不一样,带电粒子垂直进入磁场方向不一样,造成粒子在磁场中运动情形各不相同.,直线边界(粒子进出磁场含有对称性),31/73,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,2,平行边界(粒子运动存在临界条件),圆形边界(粒子沿径向射入,再沿径向射出),32/73,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,3,二、带电粒子在匀强磁场中运动圆心、半径及运动时间确实定,基本思绪,图例,说明,圆,心,确,定,1.与速度方向垂直直线过圆心,2.弦垂直平分线过圆心,3.轨迹圆弧与边界切点法线过圆心,P,、,M,点速度垂线交点,P点速度垂线与弦垂直平分线交点,某点速度垂线与切点法线交点,33/73,物理 专题,10,磁场,题型全突破,4,半径确实定,基本思绪,图例,说明,运动时间确实定,利用平面几何知识求半径,惯用解三角形法例:(左图)R=或由R2=L2+(R-d)2求得R=,利用轨迹对应圆心角,或轨迹长度,L,求时间,1,.,t=T2.t=,1.速度偏转角等于所正确圆心角.,2.偏转角与弦切角关系:180,=360-2,34/73,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,5,三、电偏转与磁偏转比较,电场和磁场都能对运动电荷产生力作用,从而使运动电荷轨迹发生偏转,我们分别称之为“电偏转”和“磁偏转”.因为电场和磁场对电荷作用含有不一样特征,所以使得两种偏转存在着差异,下面是带电粒子在匀强电场中“电偏转”和在匀强磁场中“磁偏转”比较.,35/73,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,6,比较项目,电偏转,磁偏转,受力情况,不论,v,是否与,E,垂直,电场力,F,电,=qE,是恒力,v,垂直于,B,时,洛伦兹力,F,洛,=qvB,其大小不变,方向随,v,而改变,是变力,运动轨迹,抛物线,圆或圆一部分,求解方法,类平抛运动,:,v,x,=v,0,v,y,=t,L=v,0,t,y=t,2,tan=,匀速,圆周运动,:,半径,r=,周期,T=,偏移量,y,和偏向角,要结合几何知识和圆周运动规律求解,运动时间,t=,t=T=,动能,改变,不变,36/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,7,【,考法示例,2】,如图所表示,在,0 xa、0y,范围内有垂直于,xOy,平面向外匀强磁场,磁感应强度大小为,B.,坐标原点,O,处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为,q,带正电粒子,它们速度大小相同,速度方向均在,xOy,平面内,与,y,轴正方向夹角分布在090范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动半径介于到,a,之间,解析画出从右侧逆着电流方向侧视图,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历时间恰好为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期四分之一.求最终离开磁场粒子从粒子源射出时:,(1)速度大小;,(2)速度方向与y轴正方向夹角正弦.,37/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,8,思绪分析本题可按以下思绪进行分析:,画出粒子,运动轨迹确定圆心,和半径结合数学,知识求解,解析(1)设粒子发射速度为,v,粒子做圆周运动轨道半径为,R,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,得,qvB=m,当,R0,表示电场方向竖直向上,.,t=0,时,一带正电、质量为,m,微粒从左边界上,N,1,点以水平速度,v,射入该区域,沿直线运动到,Q,点后,做一次完整圆周运动,再沿直线运动到右边界上,N,2,点.,Q,为线段,N,1,N,2,中点,重力加速度为,g,.上述,d、E,0,、m、v、g,为已知量.,49/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,6,50/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,7,51/73,返回目录,物理 专题,10,磁场,题型全突破,8,【,突破攻略,】,带电粒子在复合场中运动实际应用,52/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,9,拓展变式,3,：多项选择物体导电是由其中自由电荷定向移动引发,这些能够移动自由电荷又叫载流子.金属导体载流子是自由电子,当代广泛应用半导体材料分为两大类:一类是,N,型半导体,它载流子为电子;另一类是,P,型半导体,它载流子为“空穴”,相当于带正电粒子.假如把某种材料制成长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所表示,且与前后侧面垂直,长方体中通有方向水平向右电流,设长方体上下表面,M、N,电势分别为,M,和,N,则以下判断中正确是(),A.,假如是,P,型半导体,有,M,N,B.假如是,N,型半导体,有,M,N,C.假如是,P,型半导体,有,M,N,53/73,考法,4,带电粒子在组合场中运动,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,1,【,考法指导,】,1.组合场:指磁场与电场或重力场同时存在,但各位于一定区域内且并不重合情况.带电粒子在一个场中只受一个场力作用.,2.带电粒子在组合场中运动规律,(1)带电粒子在匀强电场中,若初速度与电场线平行,做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直,做类平抛运动.,(2)带电粒子在匀强磁场中,若速度与磁感线平行,做匀速直线运动;若速度与磁感线垂直,做匀速圆周运动.,3.带电粒子在组合场中运动处理方法,(1)分析带电粒子在各场中受力情况和运动情况.,(2)画出粒子运动轨迹图,在画图基础上注意利用几何知识,寻找关系.,54/73,继续学习,物理 专题,10,磁场,题型全突破,2,(3)选择物理规律,列方程.对于类平抛运动,普通分解为沿初速度方向匀速直线运动和垂直于初速度方向匀加速直线运动;对粒子在磁场中做匀速圆周运动情况,应注意洛伦兹力提供向心力这一受力特点.,(4)注意确定粒子在组合场交界位置处速度大小与方向.该速度往往是联络两种运动桥梁.,55/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,3,【,考法示例,5】,在,xOy,平面内,以抛物线,OM,为界,MOy,区域内存在竖直向上匀强电场,电场强度为,E,y,轴为电场左边界;,MOx,区域内有垂直于平面向内匀强磁场,x,轴为磁场下边界,如图所表示.质量为,m,、电荷量为,q,带负电粒子从y轴上,P(0,h),点以垂直于,y,轴初速度,v,0,进入电场中,经电场后以与,x,轴成45角速度从抛物线上,Q,点(图中未画出)进入磁场,已知,Q,点纵坐标为,h/2,粒子重力不计.,(1)试求带电粒子从,P,点射入电场时速度大小;,(2)若,O,为抛物线,OM,顶点,写出边界,OM,抛物线方程;,(3)要使带电粒子不穿过,x,轴,试确定匀强磁场磁感应强度B应,满足条件.,56/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,4,57/73,物理 专题,10,磁场,继续学习,题型全突破,5,58/73,返回目录,物理 专题,10,磁场,题型全突破,6,【,突破攻略,】,带电粒子在组合场中运动分析思绪,59/73,能力大提升,60/73,方法,1,通电导体在安培力作用下运动情况分析方法,物理 专题,10,磁场,能力大提升,1,电流元法,把整段弯曲通电导体等效为多段直线电流元,先用左手定则判断每小段电流元受到安培力方向,再判断整段导体所受协力方向,最终确定整段导体运动情况,特殊位置法,由导体在特殊位置所受安培力,判断出导体运动方向,然后推广到普通位置,等效法,环形电流能够等效成小磁针或条形磁铁,小磁针或条形磁铁也能够等效成环形电流,通电螺线管能够等效成条形磁铁,也可视为多个环形电流,结论法,两直线电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;两直线电流不平行时,有转到相互平行且电流方向相同趋势,转换研究对象法,定性分析磁体在电流产生磁场作用下怎样运动问题时,可先分析电流在磁体磁场中所受安培力,然后依据牛顿第三定律确定磁体在电流产生磁场中作用力,从而确定磁体所受协力及运动情况,61/73,方法,2,动态圆分析法,物理 专题,10,磁场,能力大提升,2,继续学习,1.滚动圆法:粒子速度大小不变,方向改变,则r=大小不变,但轨迹圆心位置改变,相当于圆心在绕着入射点滚动(如图所表示).,2.放缩圆法:入射粒子速度方向不变,但大小改变,造成圆心在一条射线上变动,半径大小不停改变放缩圆(情形如图所表示).,62/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,3,继续学习,3.平移圆法:速度大小和方向相同一排相同粒子进入直线边界,各粒子轨迹圆弧能够由其它粒子轨迹圆弧沿着边界平移得到(如图所表示).,63/73,方法,3 带电粒子在洛伦兹力作用下运动多解问题,物理 专题,10,磁场,能力大提升,4,类型,分析,图例,带电粒子电性不确定,受洛伦兹力作用带电粒子,可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同初速度下,正、负粒子在磁场中运动轨迹不一样,形成多解如图,带电粒子以速度v进入匀强磁场;如带正电,其轨迹为a;如带负电,其轨迹为b,磁场方向不确定,只知道磁感应强度大小,而未详细指出磁感应强度方向,此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成多解如图带正电粒子以速度v进入匀强磁场,若B垂直纸面向里,其轨迹为a,若B垂直纸面向外,其轨迹为b,64/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,5,类型,分析,图例,临界状态不唯一,带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,因为粒子运动轨迹是圆弧状,所以,它可能穿过去了,也可能转过180从入射界面这边反向飞出,于是形成多解,运动含有周期性,带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,往往运动含有周期性,因而形成多解,65/73,返回目录,物理 专题,10,磁场,能力大提升,6,【方法探究】,分析带电粒子在交变磁场中运动,首先必须明确粒子运动周期与磁场改变周期之间关系,正确作出粒子在磁场中随磁场改变运动轨迹图,然后灵活利用粒子做圆周运动规律进行解答.还要注意对题目中隐含条件挖掘,分析不确定原因,力争使解答准确、完整.,66/73,方法,4 带电粒子在磁场中运动临界问题,物理 专题,10,磁场,能力大提升,1,继续学习,1.常见类型,因为带电粒子往往是在有界磁场中运动,粒子在磁场中只运动一段圆弧就飞出磁场,其轨迹不是完整圆,所以,这类问题往往要求考生依据带电粒子运动轨迹作相关图示去寻找几何关系,分析临界条件,然后应用数学知识和对应物理规律分析求解.,(1)包括粒子运动范围空间临界问题,假如粒子在磁场中运动时速度大小一定,但速度方向能够改变,则粒子能够抵达区域会伴随速度方向改变而改变,于是出现了一类包括粒子运动范围空间临界问题.处理这类问题基本思绪是寻找临界速度对应临界轨迹.,(2)包括磁场所占据范围空间临界问题,为使带电粒子能够按照题目给定要求运动,可在粒子运动空间内某一区域设置一定形状匀强磁场,从而出现了分析求解这一磁场位置或最大、最小面积临界问题.求解这类问题要依据题目所要求粒子实现怎样偏转条件来进行.,67/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,2,继续学习,(3)包括带电粒子相遇时空临界问题,当两个或多个带电粒子从磁场中某点开始运动(可能同时开始运动,也可能相隔一定时间开始运动),因为入射速度方向或大小不一样而对应了不一样运动轨迹,若要求这些粒子能够在同一时间恰好出现在同一位置,即在空间相遇,则这些粒子速度或运动时间必须满足一定条件.分析求解这些条件,就包括带电粒子相遇时空临界问题.,2.分析方法,(1)两种思绪:一是以定理、定律为依据,首先求出所研究问题普通规律和普通解形式,然后分析、讨论处于临界条件时特殊规律和特殊解;二是直接分析、讨论临界状态,找出临界条件,从而经过临界条件求出临界值.,(2)两种方法:一是物理方法,包含利用临界条件求极值;利用边界条件求极值;利用矢量图求极值.二是数学方法,包含用三角函数求极值;用二次方程判别式求极值;用不等式性质求极值;图像法等.,68/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,3,继续学习,(3)从关键词找突破口:许多临界问题,题干中惯用“恰好”“最大”“最少”“不相撞”“不脱离”等词语对临界状态给以暗示,审题时,一定要抓住这些特定词语挖掘其隐藏规律,找出临界条件.,(4)利用常见有界磁场临界点,单边界磁场,如图甲所表示,粒子源,S,在磁场中,向纸面内各个方向以相同速率发射同种带电粒子.,a.最值相切:当带电粒子运动轨迹小于圆周且与边界相切时(如图甲中,a,点),切点为带电粒子不能射出磁场最值点(或恰能射出磁场临界点).,69/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,4,继续学习,b.最值相交:当带电粒子运动轨迹大于或等于圆周时,直径与边界相交点(如图甲中,b,点)为带电粒子射出边界最远点(距,O,点最远).,双直线边界磁场,最值相切:当粒子源在一条边界上向纸面内各个方向以相同速率发射同种带电粒子时,粒子能从另一边界射出上、下最远点对应轨迹分别与两边界相切,如图乙所表示.,圆形磁场,a.相交于圆心:带电粒子沿指向圆心方向进入磁场,则出磁场时速度反向延长线一定过圆心,即两速度矢量相交于圆心,如图丙所表示.,b.直径最小:带电粒子从直径一个端点射入磁场,则从该直径另一端点射出时,圆形磁场区域面积最小,如图丁所表示.,70/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,5,继续学习,环状磁场,a.径向出入:带电粒子沿(逆)半径方向射入磁场,若能返回同一边界,则一定逆(沿)半径方向射出磁场.,b.最值相切:当带电粒子运动轨迹与圆相切时,粒子有最大速度,而磁场有最小磁感应强度,如图戊所表示.,71/73,【,模型探究,】,带电粒子在电磁场中运动主要模型,物理 专题,10,磁场,能力大提升,6,装置,原理图,规律,速度选择器,装置,原理图,规律,磁流体发电机,等离子体射入,受洛伦兹力偏转,使两极板分别带正、负电荷,两极板间电压为,U,稳定时,q=qvB,U=vBd,电磁流量计,霍尔效应,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直方向上出现电势差,72/73,物理 专题,10,磁场,能力大提升,7,质谱仪,盘旋加速器,磁聚焦与磁发散,一个圆形匀强磁场区域,带电粒子从圆周上一点沿垂直于磁场方向射入磁场,若粒子轨道半径与圆形磁场区域半径相同,则这些粒子将沿平行方向射出磁场,反之假如平行进入磁场必将汇聚于圆周上一点,73/73,
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