高考物理二轮复习广东专版第一部分专题磁场市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

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,*,*,*,专项七 磁场,抓基础,探技法,研考向,提能力,第1页,第1页,备考方向要明了,主要问题,综合应用动力学知识和功效关系处理带电粒子在磁场、电场与磁场组合场、复合场中运动问题,主要考点,带电粒子在磁场中匀速圆周运动问题。带电粒子在有界磁场中运动问题。带电粒子在电场和磁场组合场或复合场中运动问题。带电粒子在磁场中运动临界问题,主要办法,比值定义法(磁感应强度)。建立物理模型办法。用数学知识(几何图形、三角函数)处理物理问题办法。,第2页,第2页,主要策略,复习时应掌握相关磁场基本概念和规律，能够纯熟应用安培力公式处理通电导线平衡问题，对粒子只在磁场力作用下圆周运动问题，要纯熟掌握圆心、半径、圆心角确实定，对带电粒子在复合场中运动，要注意运动学与动力学相结合，分析粒子运动规律特点,第3页,第3页,第4页,第4页,第5页,第5页,一、安培力和洛伦兹力比较,名称,项目,安培力,洛伦兹力,作用对象,通电导体,运动电荷,力大小,F,安,BIL,(,I,B,),F,安,0(,I,B,),F,洛,q,v,B,(,v,B,),F,洛,0(,v,B,),第6页,第6页,名称,项目,安培力,洛伦兹力,力,方向,左手定则(F安垂直于I与B所决定平面),左手定则(F洛垂直于v与B所决定平面，且需区别正负电荷),作用,效果,改变导体棒运动状态，对导体棒做功，实现电能和其它形式能互相转化,只改变速度方向，不改变速度大小；洛伦兹力永远不对电荷做功,本质,联系,安培力事实上是在导线中定向移动电荷所受到洛伦兹力宏观表现,第7页,第7页,二、两种场模型及三种场力,1,两种场模型,(1),组合场模型：电场、磁场、重力场,(,或其中两种场,),并存，,但各位于一定区域，并且互不重叠情况。,(2),复合场模型：电场、磁场、重力场,(,或其中两种场,),并存,于同一区域情况。,第8页,第8页,2,三种场力,(1),重力：,G,mg,，总是竖直向下，恒力，做功只取决于初,末位置高度差。,(2),电场力：,F,qE,，方向与场强方向及电性相关，做功只,取决于初末位置电势差。,(3),洛伦兹力：,F,洛,qvB,(,v,B,),，方向用左手定则鉴定，洛,伦兹力永不做功。,第9页,第9页,第10页,第10页,第11页,第11页,第12页,第12页,(1),正确地对研究对象进行受力分析，尤其注意通电导体,受到安培力方向与磁感应强度方向垂直。,(2),画出辅助图,(,如斜面,),，标明辅助方向,(,如,B,、,I,方向,),是,画好受力图关键。,(3),由于安培力、电流,I,、磁感应强度,B,方向之间涉及三,维空间，因此在受力分析时要善于把立体图转化为平面图。,第13页,第13页,第14页,第14页,解析：,对导体棒进行受力分析，如图所表示，受到竖直向下重力、竖直向上支持力、与运动方向相反摩擦力，故要使导体棒匀速直线运动，则安培力需为动力，则设磁场方向与轨道平面成,角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方，如图所表示，则,BIl,sin,F,N,F,N,BIl,cos,mg,第15页,第15页,答案：,C,第16页,第16页,第17页,第17页,第18页,第18页,第19页,第19页,2双选(浙江高考)利用如图73,所表示装置能够选择一定速度范围内,带电粒子。图中板 MN 上方是磁感应,强度大小为 B、方向垂直纸面向里,匀强磁场，板上有两条宽度分别 图73,为 2d 和 d 缝，两缝近端相距为L一群质量为 m、电荷量为 q，含有不同速度粒子从宽度为 2d 缝垂直于板 MN 进入磁场，对于能够从宽度为 d 缝射出粒子，以下说法正确是 (),第20页,第20页,第21页,第21页,答案：,BC,第22页,第22页,第23页,第23页,1.,基本解题思绪,(1),要弄清是一个如何混合场，是磁场与电场混合，是,磁场、重力场混合，还是磁场、电场、重力场混合；,(2),要正确地对带电粒子进行受力分析和运动过程分析；,(3),选择适当动力学方程进行求解。,第24页,第24页,2,运动情况分析,带电粒子在混合场中做什么运动，取决于带电粒子所受合外力及其初始状态速度，因此应把带电粒子运动情况和受力情况结合起来进行分析。,(1),当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运,动,(,如速度选择器,),。,(2),当带电粒子所受重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供,向心力时，带电粒子在垂直于磁场平面内做匀速圆周运动。,第25页,第25页,3受力分析及解题观点,(1)带电粒子在混合场中运动问题是电磁学知识和力学知识,结合，分析方法和力学问题分析方法基本相同，不同之处是多了电场力、洛伦兹力。,(2)带电粒子在混合场中运动问题除了利用力学即动力学观,点、能量观点来分析外，还要注意电场和磁场对带电粒子作用特点，如电场力做功与路径无关，洛伦兹力方向一直和运动速度方向垂直永不做功等。,第26页,第26页,3,双选,(,南京模拟,),某空间存在水平,方向匀强电场,(,图中未画出,),，带电小球,沿如图,7,4,所表示直线斜向下由,A,点沿直,线向,B,点运动，此空间同时存在由,A,指向 图,7,4,B,匀强磁场，则下列说法正确是,(,),A,小球一定带正电,B,小球也许做匀速直线运动,C,带电小球一定做匀加速直线运动,D,运动过程中，小球机械能增大,第27页,第27页,解析：,由于重力方向竖直向下，空间存在磁场，且直线运动方向斜向下，与磁场方向相同，故不受磁场力作用，电场力必水平向右，但电场详细方向未知，故不能判断带电小球电性，选项,A,错误；重力和电场力合力不为零，故不是匀速直线运动，因此选项,B,错误；由于重力与电场力合力方向与运动方向相同，故小球一定做匀加速运动，选项,C,正确；运动过程中由于电场力做正功，故机械能增大，选项,D,正确。,答案：,CD,第28页,第28页,第29页,第29页,第30页,第30页,命题视角,1,如图,7,5,所表示，有一个正方形匀强磁场,区域,abcd,，,e,是,ad,中点，,f,是,cd,中点，假如,在,a,点沿对角线方向以速度,v,射入一带负电粒,子，正好从,e,点射出，则,(,),图,7,5,A,假如粒子速度增大为本来二倍，将从,d,点射出,B,假如粒子速度增大为本来三倍，将从,f,点射出,C,假如粒子速度不变，磁场磁感应强度变为本来二,倍，也将从,d,点射出,D,只改变粒子速度使其分别从,e,、,d,、,f,点射出时，从,e,点射,出所用时间最短,第31页,第31页,第32页,第32页,命题视角,2,(,新课标全国卷,),如图,6,7,，在区域,(0,x,d,),和区域,(,d,0),粒子,a,于某时刻从,y,轴上,P,点射入 图,6,7,区域,，其速度方向沿,x,轴正向。已知,a,在离开区域,时，速度方向与,x,轴正向夹角为,30,；此时，另一质量和电荷量均与,a,相同粒子,b,也从,P,点沿,x,轴正向射入区域,，其速度大小是,a,1/3,。不计重力和两粒子之间互相作用力。求,第33页,第33页,(1),粒子,a,射入区域,时速度大小；,(2),当,a,离开区域,时，,a,、,b,两粒子,y,坐标之差。,第34页,第34页,自主尝试,(1),设粒子,a,在,内做匀速圆周运动圆心为,C,(,在,y,轴上,),，半径为,R,a,1,，粒子速率为,v,a,，运动轨迹与两磁场区域边界交点为,P,，如图。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得,第35页,第35页,第36页,第36页,第37页,第37页,第38页,第38页,第39页,第39页,第40页,第40页,冲关锦囊,处理该类问题惯用几种几何关系,(1),四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直,线与出射速度直线交点。,(2),六条线：两段轨迹半径，入射速度直线和出射速度直线，,入射点与出射点连线，圆心与两条速度直线交点连线。前面四条边构成一个四边形，后面两条为对角线。,(3),三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于,圆心角，也等于弦切角两倍。,第41页,第41页,第42页,第42页,命题视角,1,如图,7,8,所表示，在,xOy,坐标系中有虚,线,OA,，,OA,与,x,轴夹角,30,，,OA,与,y,轴之间区域有垂直纸面向外匀强磁场，,OA,与,x,轴之间区域有沿,x,轴正方向匀 图,7,8,强电场，已知匀强磁场磁感应强度,B,0.25 T,，匀强电场电场强度,E,510,5,N/C,。现从,y,轴上,P,点沿与,y,轴正方向夹角,60,方向以初速度,v,0,510,5,m/s,射入一个质量,m,第43页,第43页,第44页,第44页,第45页,第45页,第46页,第46页,答案,(1)0.2 m,(3)1.1910,6,s,(3),x,0.6 m,第47页,第47页,第48页,第48页,(1),两金属板间所加电场场强大小；,(2),匀强磁场磁感应强度,B,大小。,第49页,第49页,第50页,第50页,第51页,第51页,冲关锦囊,(1)依据区域和运动规律不同，将粒子运动过程划分为,几个不同阶段，对不同阶段选取不同规律处理。,(2)联络粒子在不同阶段运动物理量是速度，因此确定,带电粒子在场区边界速度(包含大小和方向)是处理该类问题关键。,第52页,第52页,第53页,第53页,第54页,第54页,(1),带电粒子在,xOy,平面内做匀速直线运动速度,v,0,大小和方向；,(2),带电粒子在,xOy,平面内做匀速圆周运动时电场强度大小和方向；,(3),若匀速圆周运动时正好未离开第,象限，,x,轴上入射点,P,应满足何条件？,第55页,第55页,第56页,第56页,第57页,第57页,第58页,第58页,整理并代入数据得,R,0.2 m,由几何知识得,OP,R,R,sin60,PQ,cos60,0.27 m,即,x,轴上入射点,P,离,O,点距离至少为,0.27 m,。,答案,(1)2 m/s,方向斜向上与,x轴夹角为,60,(2)1 N/C,方向竖直向上,(3),P,离,O,距离至少为,0.27 m,第59页,第59页,第60页,第60页,(1),小球运动到,O,点时速度大小；,(2),悬线断裂前瞬间拉力大小；,(3),ON,间距离。,第61页,第61页,第62页,第62页,答案,(1)2 m/s,(2)8.2 N,(3)3.2 m,第63页,第63页,冲关锦囊,处理带电体在复合场中运动问题应注意下列几点,(1),受力分析是基础，在受力分析时要注意题目的条件如重力,是否考虑等。,(2),运动分析是关键。在运动分析过程中要注意物体做直线运,动、曲线运动及圆周运动、类平抛运动条件。比如不计重力带电粒子在电场和磁场中做直线运动时一定是匀速直线运动；在混合场内做匀速圆周运动时电场力与重力合力一定为零。,第64页,第64页,(3)依据不同运动过程及物理模型选择适当物理规律列方,程求解。,(4)惯用物理规律有：共点力平衡条件、运动学公式、动能,定理、能量守恒定律及功效关系等。,(5)惯用方法有等效法、假设法、类比法等。,第65页,第65页,第66页,第66页,命题视角,1,如图,7,15,甲所表示，竖直放置金属板,AB,中间开有小孔，小孔连线沿水平放置金属板,CD,中轴线。粒子源,P,能够连续地产生质量为,m,、电荷量为,q,带正电粒子，粒子以极小初速度进入,A,、,B,板间，其初速度忽略不计。粒子,在,A,、,B,板间被加速后，再进入,C,、,D,板间偏转，均能从此电场中射出，且粒子射出偏转电场时速度方向反向延长线,通过,O,点。,第67页,第67页,第68页,第68页,图,7,15,(1),求粒子离开偏转电场时，在垂直于板方向偏移最大距离；,(2),若所有粒子均不能从环形带磁场右侧穿出，求环形带磁,场最小宽度。,第69页,第69页,第70页,第70页,第71页,第71页,第72页,第72页,第73页,第73页,命题视角,2,水平放置平行金属板,M,、,N,之间存在竖直向上匀强电场和垂直纸面交变磁场,(,如图,7,16,甲所表示，垂直纸面向里为正,),，磁感应强度,B,0,100 T,。已知两板间距离,d,0.3 m,，电场强度,E,50 V/m,，,M,板上有一小孔,P,，在,P,正上方,h,5 cm,处,O,点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，最后落在,N,板上,Q,点如图乙所表示。假如油滴质量,m,10,4 kg,，带电荷量,|,q,|,210,5 C,求：,第74页,第74页,图,7,16,(1),在,P,点速度,v,为多少？,(2),若油滴在,t,0,时刻进入两板间，最后正好垂直向下落在,N,板上,Q,点，油滴电性及交变磁场改变周期,T,。,(3),Q,、,O,两点水平距离。,(,不计空气阻力，重力加速度,g,取,10 m/s,2,),第75页,第75页,第76页,第76页,第77页,第77页,答案,(1)1 m/s,(2),正,0.05 s,(3)0.3 m,第78页,第78页,冲关锦囊,带电粒子在交变电场或磁场中运动情况比较复杂，其运动情况不但与场改变规律相关，还与粒子进入场时刻相关，一定要从粒子受力情况入手，分析清楚粒子在不同时间间隔内运动情况。若交变电压改变周期远大于粒子穿越电场时间，则在粒子穿越电场过程中，电场可作匀强电场处理。,第79页,第79页,点击下图进入,第80页,第80页,