60天冲刺高考二轮三轮总复习专题学案电场和磁场专题广东专用.pptx

第三单元电场和磁场第三单元电场和磁场知识网络构建知识网络构建第三单元第三单元 知识网络构建知识网络构建 考情分析预测考情分析预测第三单元第三单元 考情分析预测考情分析预测 电电场场和和磁磁场场是是中中学学物物理理的的重重要要内内容容，带带电电粒粒子子在在电电场场和和磁磁场场中中的的运运动动一一般般与与直直线线运运动动、牛牛顿顿运运动动定定律律、圆圆周周运运动动及及功功能能关关系系等等规规律律综综合合考考查查，带带电电粒粒子子在在场场中中的的运运动动可可以以从从动动力力学学角角度度分分析析，也也可可以以从从功功和和能能的的角角度度分分析析，具具有有综综合合性性强强、难难度度较较大的特点大的特点电电场场专专题题的的主主要要考考点点包包括括电电场场的的力力的的性性质质(库库仑仑定定律律、电电场场强强度度、用用电电场场线线描描述述电电场场)、电电场场的的能能的的性性质质(电电势势、电电势势差差、用用等等势势面面描描述述电电场场、电电场场力力做做功功、电电势势能能)及及电电场场知知识识的的应应用用(电电容容的的概概念念、带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的加加速速、带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中的偏转中的偏转)等等第三单元第三单元 考情分析预测考情分析预测 磁磁场场专专题题的的主主要要考考点点包包括括磁磁场场的的性性质质(磁磁感感应应强强度度、用用磁磁感感线线描描述述磁磁场场、洛洛伦伦兹兹力力和和安安培培力力的的特特点点)、带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中的的运运动动及及应应用用等等带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中的的圆圆周周运运动动是是本本专专题题的的重重点点之之一一，涉涉及及的的知知识识点点主主要要是是由由洛洛伦伦兹兹力力提提供供向向心心力力及及匀匀速速圆圆周周运运动动的的有有关关知知识识，该该内内容容与与平平面面几几何何联联系系紧紧密密，确确定定粒粒子子运运动动的的径径迹迹，应先画出粒子的运动轨迹图，然后确定圆心及半径应先画出粒子的运动轨迹图，然后确定圆心及半径本本单单元元的的考考查查重重点点是是：(1)通通过过带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的运运动动、受受力力、功功能能变变化化考考查查静静电电场场的的产产生生及及对对静静电电场场的的性性质质的的理理解解，包包括括作作为为电电场场的的力力的的性性质质的的物物理理量量的的电电场场强强度度和和作作为为电电场场的的能能的的性性质质的的物物理理量量的的电电势势，要要点点是是带带电电粒粒子子的的加加速速与与偏偏转转(2)考考查查带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场或或复复合合场场中中的的圆圆周周运运动动，要要点点是是磁磁场场在在近近代代科科技技中中的应用，如质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等的应用，如质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等第三单元第三单元 考情分析预测考情分析预测 预预测测2012年年广广东东高高考考涉涉及及电电场场和和磁磁场场的的考考题题主主要要表表现现为为以以下几种形式：下几种形式：1以以带带电电粒粒子子运运动动轨轨迹迹与与电电场场线线或或等等势势线线间间的的关关系系判判断断电电场的力的性质、能的性质或粒子的能量变化，题型为选择题；场的力的性质、能的性质或粒子的能量变化，题型为选择题；2带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的加加速速和和偏偏转转联联系系社社会会生生活活、生生产产实实际和近代科技，题型为选择题或计算题；际和近代科技，题型为选择题或计算题；3带带电电粒粒子子在在有有界界匀匀强强磁磁场场或或复复合合场场中中的的运运动动，题题型型为为计计算题算题近年高考纵览近年高考纵览第三单元第三单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年电场的电场的力的性力的性质质广东卷广东卷21，重，重庆卷庆卷19，全国，全国课标卷课标卷20，海，海南卷南卷3广东卷广东卷21，湖南，湖南卷卷17，浙江卷，浙江卷15，全国，全国卷卷15，上海卷上海卷9，江苏，江苏卷卷5，福建卷，福建卷18江苏卷江苏卷1、8，浙江卷，浙江卷16，上海卷，上海卷3，北京，北京卷卷20，海南卷，海南卷10第三单元第三单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年电场的能电场的能的性质的性质全国卷全国卷17，山，山东卷东卷21，北京，北京卷卷20，海南卷，海南卷1，上海卷，上海卷1安徽卷安徽卷16，全，全国国卷卷16，天，天津卷津卷5，山东，山东卷卷20，四川卷，四川卷21广东卷广东卷6，全国，全国卷卷18，上海卷，上海卷7，山东卷山东卷20，北京卷，北京卷16，江苏卷，江苏卷8，浙，浙江卷江卷20，宁夏卷，宁夏卷18，四川卷，四川卷20电容器、电容器、带电粒子带电粒子在电场中在电场中的运动的运动四川卷四川卷21，天，天津卷津卷5，安徽，安徽卷卷18、20北京卷北京卷18，重，重庆卷庆卷18，安徽，安徽卷卷18，江苏卷，江苏卷15福建卷福建卷15，海南卷，海南卷5、10，浙江卷，浙江卷23，福建卷，福建卷21第三单元第三单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年带电粒子带电粒子在磁场中在磁场中的运动的运动广广东东卷卷35，全全国国课课标标卷卷25，海海南南卷卷10，北北京卷京卷23广广东东卷卷36，全全国国卷卷26，全全国国课课标标卷卷25，重庆卷重庆卷21安安徽徽卷卷19，海海南南卷卷16带电粒子带电粒子在复合场、在复合场、组合场中组合场中的运动的运动浙浙江江卷卷20，安安徽徽卷卷23，全全国国卷卷25、四四川川卷卷25，重重庆庆卷卷25，江江苏苏卷卷15，福建卷福建卷25全全国国卷卷26，北北京京卷卷23，天天津津卷卷12，安安徽徽卷卷23，山山东东卷卷25广广东东卷卷12，宁宁夏夏卷卷16、18，山山东东卷卷25，江江苏苏卷卷14，福福建建卷卷22，浙浙江江卷卷25，天天津津卷卷11，江江苏苏卷卷14，宁夏卷，宁夏卷16、25专题九专题九 电场电场 专题九电场专题九电场主干知识整合主干知识整合专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 3等量同、异种电荷周围的电场等量同、异种电荷周围的电场等量等量同种同种电荷电荷电场电场特征特征等量等量同种同种负点负点电荷电荷电场线电场线大大部部分分是是曲曲线线，起起于于无无穷穷远远，终终止止于负电荷；于负电荷；两电荷连线上的电场线是直线两电荷连线上的电场线是直线电势电势取取无无穷穷远远电电势势为为零零，则则等等量量同同种种负负电电荷形成的电场中各点电势均为负值荷形成的电场中各点电势均为负值专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 等等量量同同种种电电荷荷电电场场特特征征等等量量同同种种负负点点电电荷荷连线上连线上场强场强连连线线中中点点场场强强为为零零，关关于于中中点点对对称称的的任任意意两两点点场场强强大大小小相相等等，方方向向相相反反，且且都都是是背背离离中中点点；顺顺着着连连线线由由一一端端到到另另一一端端，场场强强先先减减小小再增大再增大电势电势顺顺着着连连线线由由一一端端到到另另一一端端，电电势势先升高再降低先升高再降低专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 等等量量同同种种电电荷荷电电场场特特征征等等量量同同种种负负点点电电荷荷中垂线中垂线上上场强场强中中点点场场强强为为零零，关关于于中中点点对对称称的的任任意意两两点点场场强强大大小小相相等等，方方向向相相反反，都都沿沿着着中中垂垂线线指指向向中中点点；由由中中点点至至无无穷穷远远处处，场场强强先先增增大大再再减减小小至至零零，其其中必定有一个位置场强最大中必定有一个位置场强最大电势电势中中点点电电势势最最低低，由由中中点点至至无无穷穷远远处处电电势逐渐升高至零势逐渐升高至零说说明明：等等量量同同种种正正点点电电荷荷电电场场特特征征此此处处从从略略，请请读读者者自自行行对照总结对照总结.专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 等等量量异异种种电电荷电场特征荷电场特征电场线电场线大大部部分分是是曲曲线线，起起于于正正电电荷荷，终终止止于负电荷；于负电荷；两电荷连线上的电场线是直线两电荷连线上的电场线是直线电势电势中中垂垂面面与与无无穷穷远远处处电电势势相相等等；若若取取无无穷穷远远处处电电势势为为零零，则则正正电电荷荷与与中中垂垂面面间间各各点点电电势势为为正正值值，负负电电荷荷与与中中垂面间各点电势为负值垂面间各点电势为负值专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 等等量量异异种种电电荷荷电电场场特特征征连线上连线上场强场强中中点点场场强强最最小小但但不不等等于于零零，关关于于中中点点对对称称的的任任意意两两点点场场强强大大小小相相等等，方方向向相相同同，都都是是由由正正电电荷荷指指向向负负电电荷荷；由由连连线线的的一一端端到到另另一一端端，场强先减小再增大场强先减小再增大电势电势由由正正电电荷荷到到负负电电荷荷电电势势逐逐渐渐降降低低，中中点点电电势势为为零零(取取无无穷穷远远处处电电势势为为零零)专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 等等量量异异种种电电荷荷电电场场特特征征中垂线中垂线上上场强场强中中点点场场强强最最大大，关关于于中中点点对对称称的的任任意意两两点点场场强强大大小小相相等等，方方向向相相同同，都都是是与与中中垂垂线线垂垂直直，由由正正电电荷荷指指向向负负电电荷荷；由由中中点点至至无无穷穷远远处处，场场强强逐逐渐渐减小减小电势电势中中垂垂线线(面面)是是一一个个等等势势线线(面面)，电电势势为为零零专题九专题九 主干知识整合主干知识整合 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究探究点一电场的力的性质和能的性质探究点一电场的力的性质和能的性质专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究【点点评评】本本题题考考查查了了电电场场、电电场场线线、电电势势、电电势势能能等等知知识识点点，分分析析选选项项C时时，应应明明确确带带电电粒粒子子轨轨迹迹与与电电场场线线重重合合的的条条件件，即即必必须须同同时时满满足足：电电场场线线是是直直线线；带带电电粒粒子子初初速速度度为为零零或或初初速速度度方方向向与与电电场场线线在在一一直直线线上上；只只受受电电场场力力作作用用下下面面的的变式题则主要考查带电粒子在电场中的轨迹问题变式题则主要考查带电粒子在电场中的轨迹问题专题九专题九 要点热点探究要点热点探究一一粒粒子子从从A点点射射入入电电场场，从从B点点射射出出，电电场场的的等等势势面面和和粒粒子子的的运运动动轨轨迹迹如如图图392所所示示，图图中中左左侧侧前前三三个个等等势势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有()A粒子带负电荷粒子带负电荷B粒子的加速度先不变，后变小粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大粒子的电势能先减小，后增大专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究探究点二带电粒子在电场中的加速与偏转探究点二带电粒子在电场中的加速与偏转专题九专题九 要点热点探究要点热点探究2带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转(1)带带电电粒粒子子在在一一般般电电场场中中的的偏偏转转：带带电电粒粒子子做做变变速速曲曲线线运运动动，其其轨轨迹迹总总位位于于电电场场力力方方向向和和速速度度方方向向的的夹夹角角之之间间，且且向电场力的方向偏转向电场力的方向偏转(2)带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中的的偏偏转转：带带电电粒粒子子(不不计计重重力力)以以某某一一初初速速度度垂垂直直于于匀匀强强电电场场方方向向进进入入匀匀强强电电场场区区域域，粒粒子子做做匀匀变变速速曲曲线线运运动动，属属于于类类平平抛抛运运动动，要要应应用用运运动动的的合合成成与与分分解解的的方方法法求求解解，同同时时要要注注意意：明明确确电电场场力力方方向向，确确定定带带电电粒粒子子到到底底向向哪哪个个方方向向偏偏转转；借借助助画画出出的的运运动动示示意意图图寻寻找找几几何何关关系系或或题题目目中中的的隐隐含含关关系系带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的运运动动可可从从动力学、能量等多个角度来分析和求解动力学、能量等多个角度来分析和求解专题九专题九 要点热点探究要点热点探究例例2 220112011安安徽徽卷卷 如如图图393甲甲所所示示，两两平平行行正正对对的的金金属属板板A、B间间加加有有如如图图乙乙所所示示的的交交变变电电压压，一一重重力力可可忽忽略略不不计计的的带带正正电电粒粒子子被被固固定定在在两两板板的的正正中中间间P处处若若在在t0时时刻刻释释放放该该粒粒子子，粒粒子子会会时时而而向向A板板运运动动，时时而而向向B板板运运动动，并并最最终终打在打在A板上，则板上，则t0可能属于的时间段是可能属于的时间段是()专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究【点评点评】带电粒子在板间做匀变速直线运动，因两板间带电粒子在板间做匀变速直线运动，因两板间电势差周期性变化，粒子加速度随之周期性变化带电粒子电势差周期性变化，粒子加速度随之周期性变化带电粒子的运动随释放粒子的时刻不同而变化借助速度时间图象的运动随释放粒子的时刻不同而变化借助速度时间图象可通过分析几个特殊时刻释放的粒子的运动快速解题例可通过分析几个特殊时刻释放的粒子的运动快速解题例 2 2是带电粒子在电场中的直线运动问题，变式题则是带电粒子是带电粒子在电场中的直线运动问题，变式题则是带电粒子在电场中的偏转问题在电场中的偏转问题专题九专题九 要点热点探究要点热点探究飞飞行行时时间间质质谱谱仪仪可可以以对对气气体体分分子子进进行行分分析析飞飞行行时时间间质质谱谱仪仪主主要要由由脉脉冲冲阀阀、激激光光器器、加加速速电电场场、偏偏转转电电场场和和探探测测器器组组成成，探探测测器器可可以以在在轨轨道道上上移移动动以以捕捕获获和和观观察察带带电电粒粒子子整整个个装装置置处处于于真真空空状状态态加加速速电电场场和和偏偏转转电电场场的的电电压压可可以以调调节节，只只要要测测量量出出带带电电粒粒子子的的飞飞行行时时间间，即即可可以以测测量量出出其其比比荷荷如如图图394所所示示，脉脉冲冲阀阀P喷喷出出微微量量气气体体，经经激激光光照照射射产产生生不不同同价价态态的的离离子子，自自a板板小小孔孔进进入入a、b间间的的加加速速电电场场，从从b板板小小孔孔射射出出，沿沿中中线线方方向向进进入入M、N板板间间的的偏偏转转控控制制区区，到到达达探探测测器器已已知知加加速速电电场场a、b板板间间距距为为d，偏偏转转电电场场极极板板M、N的的长长度度为为L1，板板间间距离为距离为L2.不计离子重力及进入不计离子重力及进入a板时的初速度板时的初速度专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究探究点三带电体在重力场和电场中的运动探究点三带电体在重力场和电场中的运动带带电电体体在在电电场场中中运运动动时时，如如果果重重力力远远小小于于电电场场力力，则则其其重重力力可可忽忽略略不不计计，如如电电子子、质质子子、正正负负离离子子等等微微观观粒粒子子；但但带带电电液液滴滴、带带电电尘尘埃埃等等带带电电体体的的重重力力一一般般不不能能忽忽略略带带电电体体在在重重力力场场和和电电场场构构成成的的复复合合场场中中的的运运动动形形式式多多样样，可可能能做做直直线线运运动动、一一般般曲曲线线运运动动、圆圆周周运运动动等等；研研究究对对象象可可能能为为单单个个物物体体，也也可可能能是是多多个个物物体体组组成成的的系系统统；研研究究方方法法与与力力学学综综合合题题的的分分析析方方法法相相近近，因因涉涉及及电电场场力力做做功功和和电电势势能能的的变变化化问问题题，其其机机械械能能不不再再守守恒恒，但但机机械械能能和和电电势势能能之之和和可可能能守守恒恒，一一般般应应用用牛牛顿顿运运动动定定律律、运运动动学学规规律律、动动能定理和能量守恒定律求解能定理和能量守恒定律求解专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 要点热点探究要点热点探究专题九专题九 教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题【备备选选理理由由】本本题题综综合合考考查查了了电电场场的的性性质质、点点电电荷荷的的电电场场特特点点、电电势势与与等等势势线线及及电电场场线线之之间间的的关关系系、电电场场力力做做功功与与电电势势能能的的关系，对巩固电场概念具有较好的效果关系，对巩固电场概念具有较好的效果如如图图所所示示，一一簇簇电电场场线线的的分分布布关关于于y轴轴对对称称，电电场场方方向向如如图图中中箭箭头头所所示示，O是是坐坐标标原原点点，M、N、P、Q是是以以O为为圆圆心心的的一一个个圆周上的四个点，其中圆周上的四个点，其中M、N在在y 轴上，轴上，Q点在点在x轴上，则轴上，则()专题九专题九 教师备用习题教师备用习题AM点的电势比点的电势比P点的电势高点的电势高B一正电荷在一正电荷在O点时的电势能小于在点时的电势能小于在Q点时的电势能点时的电势能CO、M间的电势差小于间的电势差小于N、O间的电势差间的电势差D将一负电荷由将一负电荷由M点移到点移到P点，电场力做正功点，电场力做正功专题九专题九 教师备用习题教师备用习题【解解析析】CD以以电电场场线线的的交交点点为为圆圆心心，分分别别作作出出过过M、P点点的的圆圆弧弧，圆圆弧弧为为电电势势不不同同的的等等势势面面，可可知知M点点的的电电势势比比P点点的的电电势势低低，选选项项A错错误误；由由WqU，可可判判出出选选项项D正正确确；由由图图，O点点的的电电势势高高于于Q点点的的电电势势，故故正正电电荷荷在在O点点时时的的电电势势能能大大于于在在Q点点时时的的电电势势能能，选选项项B错错误误；O、M间间的的平平均均电电场场强强度度小小于于N、O间的平均电场强度，由间的平均电场强度，由UEd，故选项，故选项C正确正确专题十专题十 磁场磁场专题十磁场专题十磁场主干知识整合主干知识整合专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 一、三种场力的综合比较一、三种场力的综合比较场力场力比较项目比较项目电场力电场力洛伦兹力洛伦兹力重力重力力的大小力的大小FEq与与 电电 荷荷的的 运运 动动 情情况况 无无 关关，在在 匀匀 强强 电电场场 中中 为为 恒恒力力与与速速度度大大小小和和方方向向有有关关，电电荷荷静静止止或或速速度度方方向向与与磁磁场场方方向向平平行行时时不不受洛伦兹力受洛伦兹力电电荷荷运运动动方方向向与与磁磁场场方方向向垂垂直直时时洛洛伦伦兹兹力力最最大，大，fqBvGmg与与物物体体的的运运动动状状态态无无关关，在在地地球球表表面面附附近近可可以以看看成成一一个恒力个恒力专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 场力场力比较项目比较项目电场力电场力洛伦兹力洛伦兹力重力重力力的方向力的方向正正电电荷荷受受到到电电场场力力方方向向与与E方向相同方向相同负负电电荷荷受受到到电电场场力力方方向向与与E方向相反方向相反F与与E方方向向互互相平行相平行洛洛伦伦兹兹力力方方向向垂垂直直于于磁磁场场方方向向和和速速度度方方向所确定的平面向所确定的平面用用左左手手定定则则确确定定洛洛伦伦兹兹力力的的方方向向，应应注注意电荷的正负意电荷的正负方方向向总总是是竖竖直向下直向下与与重重力力加加速速度方向相同度方向相同专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 场力场力比较项目比较项目电场力电场力洛伦兹力洛伦兹力重力重力作用效果作用效果可可以以改改变变速速度度的的大大小和方向小和方向只只能能改改变变速速度度的的方方向向，而而不不能能改改变变速速度度的的大小大小可可以以改改变变速速度度的的大大小和方向小和方向专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 场力场力比较项目比较项目电场力电场力洛伦兹力洛伦兹力重力重力做功特点做功特点做做多多少少功功与与路路径径无无关关，而而与与初初末末位位置置之之间间的的电电势势差差有有关关电电场场力力做做正正功功，电电势势能能减减少少；电电场场力力做做负负功功，电电势势能能增加增加洛洛伦伦兹兹力力对对电电荷荷不不做做功功，因因为为洛洛伦伦兹兹力力方方向向总总是是和和速速度度方向垂直方向垂直做做多多少少功功与与路路径径无无关关，而而与与初初末末位位置置之之间间的的高高度度差差有有关关重重力力做做正正功功，重重力力势势能能减减少少；重重力力做做负负功功，重重力力势势能能增加增加专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 二、安培力与洛伦兹力的对比二、安培力与洛伦兹力的对比比较项目比较项目安培力安培力洛伦兹力洛伦兹力作用对象作用对象 通电导体通电导体(电流电流)运动电荷运动电荷力的大小力的大小I和和B垂垂直直时时最最大大：F安安Bil；I和和B平平行行时时最最小小：F安安0v和和B垂垂直直时时最最大大：F洛洛qvB；v和和B平平行行时时最最小小：F洛洛0力的方向力的方向左左手手定定则则：F安安与与I垂垂直直，与与B垂垂直直，F安安总总垂垂直直于于I与与B确定的平面确定的平面左左手手定定则则：F洛洛与与v垂垂直直，与与B垂垂直直，F洛洛总总垂垂直直于于v与与B确定的平面确定的平面做功情况做功情况安安培培力力做做功功，将将电电能能转转化化为为其其他他能能；克克服服安安培培力力做做功，将其他能转化为电能功，将其他能转化为电能洛洛伦伦兹兹力力对对运运动动电电荷荷不不做做功功专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 比较项目比较项目安培力安培力洛伦兹力洛伦兹力作用效果作用效果 改变导体棒的运动状态改变导体棒的运动状态只只改改变变电电荷荷的的速速度度方方向向，不改变速度大小不改变速度大小联系联系安安培培力力实实际际上上是是在在导导线线中中定定向向运运动动的的电电荷荷所所受受到到的的洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力的方向和安培力的方向均用左手定则判断洛伦兹力的方向和安培力的方向均用左手定则判断专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 三、带电粒子在电场和磁场中运动的比较三、带电粒子在电场和磁场中运动的比较运动形式运动形式比较项目比较项目带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中加加速速(v0与与 电电 场场 线线平行或为零平行或为零)带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中偏转偏转(v0E)带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速运运动动(v0与与磁磁感感线线平平行行)带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中偏偏转转(v0与与磁磁感线垂直感线垂直)受力特点受力特点受受到到恒恒定定的的电电场场力力；电电场场力做功力做功不不受受磁磁场场力力作用作用受受磁磁场场力力作作用用；但但磁磁场场力不做功力不做功运动特征运动特征匀匀变变速速直直线线运运动动类平抛运动类平抛运动匀匀速速直直线线运运动动匀匀速速圆圆周周运运动动专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 运动形式运动形式比较项目比较项目带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中加加速速(v0与与电电场场线线平平行行或或为零为零)带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中偏转偏转(v0E)带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速运运动动(v0与与磁磁感感线线平平行行)带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中偏偏转转(v0与与磁磁感感线线垂垂直直)研究方法研究方法牛牛顿顿运运动动定定律律、匀匀变变速速运动规律运动规律牛牛顿顿运运动动定定律律、匀匀变变速速运运动动公公式式、正交分解法正交分解法匀匀速速直直线线运运动公式动公式牛牛顿顿运运动动定定律律、向向心心力力公公式式、圆的几何知识圆的几何知识专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 运动形式运动形式比较项目比较项目带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中加加速速(v0与与电电场场线线平平行或为零行或为零)带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中偏转偏转(v0E)带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速运运动动(v0与与磁磁感感线线平平行行)带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中偏偏转转(v0与与磁磁感线垂直感线垂直)运动情景运动情景专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 四、带电粒子四、带电粒子(质点质点)在复合场或组合场中的运动在复合场或组合场中的运动1带电质点带电质点(考虑重力考虑重力)在复合场中的运动在复合场中的运动(1)复复合合场场指指重重力力场场、电电场场和和磁磁场场三三者者或或其其中中任任意意两两者者共共存存于于同同一一区区域域的的场场；组组合合场场指指电电场场与与磁磁场场同同时时存存在在，但但不不重重叠叠出出现现在在同同一一区区域域的的情情况况带带电电质质点点在在复复合合场场或或组组合合场场中中的的运运动动(包包括括平平衡衡)说说到到底底仍仍然然是是一一个个力力学学问问题题，只只要要掌掌握握好好不不同同的的场场对对带带电电体体作作用用力力的的特特点点，从从分分析析带带电电体体的的受受力力情情况况和和运运动动情情况况着着手手，充充分分发发掘掘隐隐含含条条件件，建建立立清清晰晰的的物物理理情情景景，最最终终把把物物理理模型转化成数学表达式，即可求解模型转化成数学表达式，即可求解专题十专题十 主干知识整合主干知识整合 (2)解解决决复复合合场场或或组组合合场场中中带带电电质质点点运运动动的的问问题题可可从从以以下下两两个个方方面面入入手手：动动力力学学观观点点(牛牛顿顿运运动动定定律律和和运运动动学学方方程程)；能能量观点量观点(动能定理和机械能守恒定律或能量守恒定律动能定理和机械能守恒定律或能量守恒定律)2带电粒子带电粒子(不计重力不计重力)在复合场中的运动在复合场中的运动(1)带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中只只受受电电场场力力和和洛洛伦伦兹兹力力的的作作用用，电电场场力力的的方方向向由由电电性性和和电电场场方方向向共共同同决决定定，洛洛伦伦兹兹力力方方向向要要用用左左手手定定则则准准确确判判断断(2)带带电电粒粒子子与与在在组组合合场场中中的的运运动动问问题题，往往往往是是由由粒粒子子在在电电场场和和磁磁场场中中的的两两个个运运动动“连连接接”而而成成，因因此此对对粒粒子子经经过过连连接接点点的的速速度度大大小小和和方方向向的的分分析析是是衔衔接接两两个个运运动动的的关关键键，一一般般是是解解题题的的突突破破口口(3)“对对称称性性”是是带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中运运动动问题经常呈现的一个特点，成为解题的另一突破口问题经常呈现的一个特点，成为解题的另一突破口要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究探究点一磁场对通电导线的作用力探究点一磁场对通电导线的作用力例例1 120112011课课标标全全国国卷卷 电电磁磁轨轨道道炮炮工工作作原原理理如如图图3101所所示示待待发发射射弹弹体体可可在在两两平平行行轨轨道道之之间间自自由由移移动动，并并与与轨轨道道保保持持良良好好接接触触电电流流I从从一一条条轨轨道道流流入入，通通过过导导电电弹弹体体后后从从另另一一条条轨轨道道流流回回轨轨道道电电流流可可形形成成在在弹弹体体处处垂垂直直于于轨轨道道面面的的磁磁场场(可可视视为为匀匀强强磁磁场场)，磁磁感感应应强强度度的的大大小小与与I成成正正比比通通电电的的弹弹体体在在轨轨道道上上受受到到安安培培力力的的作作用用而而高高速速射射出出现现欲欲使使弹弹体体的的出出射速度增加至原来的射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是倍，理论上可采用的办法是()专题十专题十 要点热点探究要点热点探究A只将轨道长度只将轨道长度L变为原来的变为原来的2倍倍B只将电流只将电流I增加至原来的增加至原来的2倍倍C只将弹体质量减至原来的一半只将弹体质量减至原来的一半D将将弹弹体体质质量量减减至至原原来来的的一一半半，轨轨道道长长度度L变变为为原原来来的的2倍，其他量不变倍，其他量不变专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究【点点评评】本本题题以以近近代代科科技技在在国国防防中中的的应应用用为为背背景景考考查查通通电电导导体体在在磁磁场场中中的的运运动动问问题题，可可应应用用动动能能定定理理分分析析电电磁磁炮炮射射出出时时的的速速度度与与电电流流、质质量量及及轨轨道道长长度度的的关关系系，明明确确磁磁感感应应强强度度随随电流的变化关系是解题的关键电流的变化关系是解题的关键专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究探究点二带电粒子在磁场中的运动探究点二带电粒子在磁场中的运动专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究(1)速度大小；速度大小；(2)速度方向与速度方向与y轴正方向夹角的正弦轴正方向夹角的正弦专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究【高高考考命命题题者者说说】本本题题考考查查考考生生运运用用带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中运运动动的的规规律律综综合合分分析析解解决决问问题题的的能能力力解解决决问问题题的的关关键键是是要要找找到到最最后后离离开开磁磁场场的的粒粒子子也也是是在在磁磁场场中中运运动动时时间间最最长长的的粒粒子子的的运运动动轨轨迹迹试试题题中中“从从发发射射粒粒子子到到粒粒子子全全部部离离开开磁磁场场经经历历的的时时间间恰恰好好为为粒粒子子在在磁磁场场中中做做圆圆周周运运动动周周期期的的四四分分之之一一”的的叙叙述述给给出出了了在在磁磁场场中中运运动动时时间间最最长长的的粒粒子子的的运运动动时时间间经经过过分分析析，粒粒子子运运动动的的半半径径满满足足题题给给的的条条件件且且是是四四分分之之一一圆圆弧弧的的轨轨迹迹只只能能是是与与磁磁场场的的上上边边界界相相切切的的一一段段圆圆弧弧画画出出其其运运动动轨轨迹迹，就就可可以以利利用用图图中的几何关系求解中的几何关系求解专题十专题十 要点热点探究要点热点探究本本题题对对考考生生的的分分析析能能力力要要求求较较高高试试题题抽抽样样统统计计难难度度为为0.134，区区分分度度为为0.603.有有41%的的考考生生得得0分分，41%的的考考生生得得4分分，5%的考生得的考生得6分分(引引自自教教育育部部考考试试中中心心2011课课程程标标准准实实验验高高考考理理科科试试题题分分析第析第158页页)专题十专题十 要点热点探究要点热点探究探究点三带电粒子在复合场中的运动问题探究点三带电粒子在复合场中的运动问题1复复合合场场是是指指在在空空间间某某一一区区域域内内同同时时存存在在着着重重力力场场、电电场场、磁磁场场中中的的两两种种场场或或三三种种场场的的情情况况，常常见见的的复复合合场场有有电电场与重力场、磁场与电场、磁场与电场及重力场等场与重力场、磁场与电场、磁场与电场及重力场等2带电粒子在复合场中常见的运动形式带电粒子在复合场中常见的运动形式(1)当当带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中所所受受合合力力为为零零时时，粒粒子子处处于于静静止或匀速直线运动状态止或匀速直线运动状态(2)当当带带电电粒粒子子所所受受合合力力提提供供向向心心力力时时，粒粒子子做做匀匀速速圆圆周周运动运动专题十专题十 要点热点探究要点热点探究(3)当当带带电电粒粒子子所所受受合合力力变变化化且且速速度度方方向向不不在在一一条条直直线线上上时时，粒粒子子做做非非匀匀变变速速曲曲线线运运动动如如果果做做曲曲线线运运动动，则则需需要要根根据据功功能能关关系系求求解解，需需要要注注意意的的是是这这种种情情况况下下要要把把握握住住洛洛伦伦兹兹力力不不做做功这一特点功这一特点3几种典型的复合场实例：速度选择器、质谱仪等几种典型的复合场实例：速度选择器、质谱仪等4带电粒子在复合场中的运动问题的处理方法带电粒子在复合场中的运动问题的处理方法带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中的的运运动动问问题题是是电电磁磁学学知知识识和和力力学学知知识识的的综综合合应应用用，分分析析方方法法和和力力学学问问题题的的分分析析方方法法基基本本相相同同，可可利利用用动动力力学学观观点点、能能量量观观点点来来分分析析，不不同同之之处处是是多多了了电电场场力力、洛洛伦兹力伦兹力专题十专题十 要点热点探究要点热点探究例例3 3如如图图3104所所示示，在在平平面面坐坐标标系系xOy内内，第第、象象限限内内存存在在沿沿y轴轴正正方方向向的的匀匀强强电电场场，电电场场强强度度大大小小为为E，第第、IV象象限限内内存存在在方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场一一带带正正电电的的粒粒子子从从第第III象象限限中中的的Q点点(2L，L)以以速速度度v0沿沿x轴轴正正方方向向射射出出，恰恰好好从从坐坐标标原原点点O进进入入磁磁场场，然然后后又又从从y轴轴上上的的P(0，2L)点射出磁场不计粒子重力，求：点射出磁场不计粒子重力，求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径粒子在磁场中做圆周运动的半径r；(2)粒子的比荷粒子的比荷和磁场的磁感应强度大小和磁场的磁感应强度大小B；(3)粒子从粒子从Q点出发运动到点出发运动到P点的时间点的时间t.专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究专题十专题十 要点热点探究要点热点探究【点点评评】正正确确分分析析带带电电粒粒子子的的受受力力情情况况和和运运动动特特征征是是解解决决带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中运运动动的的前前提提结结合合运运动动轨轨迹迹找找出出空空间间定定量量关关系系和和隐隐含含条条件件是是准准确确分分析析带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中运运动动的的重重要要方法方法专题十专题十 要点热点探究要点热点探究如如图图3105所所示示，匀匀强强电电场场方方向向竖竖直直向向上上，匀匀强强磁磁场场方方向向水水平平且且垂垂直直纸纸面面向向里里，有有两两个个带带电电小小球球a和和b，a恰恰能能在在垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的竖竖直直平平面面内内做做半半径径r0.8 m的的匀匀速速圆圆周周运运动动，b恰恰能能以以v2 m/s的的水水平平速速度度在在垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的竖竖直直平平面面内内向向右右做做匀匀速速直直线线运运动动小小球球a、b质质量量ma10 g，mb40 g，电电荷荷量量qa1102C，qb2102C，g10 m/s2.求：求：(1)小小球球a和和b分分别别带带什什么么电电？电电场场强强度度E与与磁磁感感