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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,又能,考 纲 要 求,三 年 考 情,热 点 考 向,考点,要求,2007年,2008年,2009年,磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力，带电粒子在匀强磁场中的运动,全国理综,(T,19,选择),全国理综,(T,25,计算),宁夏理综,(T,24,选择),四川理综,(T,21,选择),广东物理,(T,4,选择),全国理综,(T,25,计算),天津理综,(T,23,计算),宁夏理综,(T,24,计算),全国卷,(T,21,计算),全国卷,(T,25,计算),山东卷,(T,25,计算),北京卷,(T,19,选择),福建卷,(T,21,计算),天津卷,(T,11,计算),江苏卷,(T,14,计算).,1.从近年来的高考题可看出，高考对本章知识考查的频率很高，特别是带电粒子在复合场中的运动是当前高考的热点(见专题)带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，也是高考的热点之一,2本章高考题的题型有选择、有计算且多为计算题，难度较大，常作为压轴题出现在试卷中,3预计在2011年的高考中，本章仍是高考考查的重点特别是带电粒子在复合场中的运动考查的概率最大,质谱仪，回旋加速器,说明：洛伦兹力的计算限于,v,跟B平行或垂直两种情况,第2课时 磁场对运动电荷的作用,第一页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,1洛伦兹力的大小,(1),v,B,时，洛伦兹力,F,.(,0或180),(2),v,B,时，洛伦兹力,F,.(,90),(3),v,0时，洛伦兹力,F,.,0,qvB,0,第二页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,2洛伦兹力的方向,(1),判定方法：应用左手定则，注意四指应指向电流的方向即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向,(2)方向特点：,F,B,，,F,v,，即,F,垂直于,决定的平面(注意,B,和,v,可以有任意夹角),B,和,v,第三页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,1洛伦兹力与安培力相比较,安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功,第四页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,2洛伦兹力与电场力相比较,洛伦兹力,电场力,性质,磁场对在其中运动的电荷有作用力(,v,不平行于,B,),电场对放入其中的电荷有作用力,产生条件,磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷不受洛伦兹力,电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力,方向,(1)方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则(2)洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁场方向不一定垂直),(1)方向由电荷正负、电场方向决定(2)正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反,大小,F,q,v,B,(,v,B,),F,qE,做功,情况,一定不做功,可能做正功，可能做负功，也可能不做功,第五页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,1,(2010深圳调研),如,图1121所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将(),A向上偏转 B向下偏转,C向纸外偏转 D向纸里偏转,第六页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第六页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,解析：,由,右手螺旋定则，电子束所处位置的磁场方向垂直纸面向外，,由左手定则知，电子束将向上偏转，A项正确,答案：,A,第七页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第七页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,1若,v,B,，,带,电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做,运动,2若,v,B,，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度,v,做,运动,匀速直线,匀速圆周,第八页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第八页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,(1),向心力,由洛伦兹力提供：,q,v,B,；,(2)轨道半径公式：,R,；,(3)周期：,T,；(周期,T,与速度,v,、轨道半径,R,无关),(4)频率：,f,；,(5)角速度：,.,第九页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第九页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,2,在,同一匀强磁场中，质子和电子各自在垂直于磁场的平面内做半径相同的匀速圆周运动，质子的质量为,m,p,，电子的质量为,m,e,，则(),A质子与电子的速率之比等于,m,e,/,m,p,B质子与电子的动量大小之比等于,m,e,/,m,p,C质子与电子的动能之比等于,m,e,/,m,p,D质子与电子的圆周运动周期之比等于,m,e,/,m,p,答案：,AC,第十页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,1,电视显像管的工作原理,电,视显像管是应用电子束,(电偏转、磁偏转)的原理来工作的，使电子束偏转的,(电场、磁场)是由两对偏转线圈产生的显像管工作时，由阴极发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的,，使整个荧光屏都在发光,磁偏转,磁场,扫描,第十一页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,2,质谱仪,(1),构,造：如图1122所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场,和照相底片等构成,第十二页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十二页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,(2),原,理：粒子由静止被加速电场加速，,根据动能定理可得关系式,m,v,2,.,粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式,q,v,B,.,由,两式可得出需要研究的物理量如粒子轨道半径、粒子质量、比荷,r,，,m,，,.,qU,第十三页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,3回旋加速器,(1),构造：如图1123所示，D,1,、D,2,是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接,电源D形盒处于匀强磁场中,(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期,，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由,q,v,B,，得,E,km,，可见粒子获得的最大动能由,和D形盒半径决定，与加速电压,交流,相等,磁感应强度,无关,第十四页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,3,一,回旋加速器，当电场的频率一定时，加速,粒子的磁感应强度和加速质子的磁感应强度之比为(),A1,1 B1,2 C2,1 D1,4,解析：,回,旋加速器对粒子的加速过程必须保证电场频率等于圆周运动的频率，对质子,f,电,；对,粒子,f,电,，可得,B,B,H,2,B,H,.,答案：,C,第十五页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,【例1】,(15分),如,图1124所示，在磁感应强度为,B,的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒,OO,在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为,.一质量为,m,、带电荷量为,q,的圆环,A,套在,OO,棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为,，且,tan,.现让圆环,A,由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：,第十六页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十六页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,(1)圆环,A,的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？,(2)圆环,A,能够达到的最大速度为多大？,第十七页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十七页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,解析：,(1),由,于,tan,，所以环将由静止开始沿棒下滑环,A,沿棒运动的速度为,v,1,时，受到重力,mg,、洛伦兹力,q,v,1,B,、杆的弹力,F,N,1,和摩擦力,Ff,1,F,N,1,.,根据牛顿第二定律，对圆环,A,沿棒的方向：,mg,sin,Ff,1,ma,(2分),垂直棒的方向：,F,N,1,q,v,1,B,mg,cos,(2分),所以当,Ff,1,0(即,F,N,1,0)时，,a,有最大值,a,m,，且,a,m,g,sin,(2分),此时,q,v,1,B,mg,cos,(2分),解得：,v,1,.,(2分),第十八页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十八页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,(2),设当环,A,的速度达到最大值,v,m,时，环受杆的弹力为,F,N,2,，,摩擦力为,Ff,2,F,N,2,.此时应有,a,0，,即,mg,sin,Ff,2,(1分),在垂直杆方向上：,F,N,2,mg,cos,q,v,m,B,(2分),解得：,v,m,.,(2分),第十九页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第十九页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,对带电体在洛伦兹力作用下运动问题的分析思路,1,确,定研究对象，并对其进行受力分析,2根据物体受力情况和运动情况确定每一个运动过程所适用的规律(力学规律均适用)总之解决这类问题的方法与纯力学问题一样，无非多了一个洛伦兹力,要特别注意：,(1)洛伦兹力不做功，在应用动能定理、机械能守恒定律时要特别注意这一点,(2)注意洛伦兹力可能是恒力也可能是变力,第二十页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二十页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,11,如,图1125所示，下端封闭、上端开口，高,h,5 m、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量,m,10 g、电荷量,q,0.2 C的小球整个装置以,v,5 m/s的速度沿垂直于磁场方向进入,B,0.2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出取,g,10 m/s,2,.求：,第二十一页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二十一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,(1)小球的带电性,(2)小球在管中运动的时间,(3)小球在管内运动过程中增加的机械能,第二十二页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二十二页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,解析：,(1),小,球受洛伦兹力方向向上，故小球带正电,(2)小球的实际运动速度可分解为水平方向的速度,v,和竖直方向的速度,v,y,.与两个分速度对应的洛伦兹力的分力分别是竖直方向的,F,y,和水平方向的,F,x,.其中，竖直方向的洛伦兹力,F,y,q,v,B,不变，在竖直方向上由牛顿第二定律得：,q,v,B,mg,ma,.,又有,h,at,2,，解得,t,1 s.,第二十三页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二十三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,(3),小,球飞出管口时，竖直方向的速度为：,v,y,at,.,则小球飞出管口的合速度为：,v,合,动能增量,E,k,重力势能的增量,E,p,mgh,.,解上述各式得机械能增加量为,E,k,E,p,1 J.,答案：,(1),带,正电(2)1 s(3)1 J,第二十四页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二十四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,【例2】,如,图1126所示，直角三角形,ABC,中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿,AB,方向射入磁场，分别从,AC,边上的,P,、,Q,两点射出，则(),A从,P,射出的粒子速度大,B从,Q,射出的粒子速度大,C从,P,射出的粒子，在磁场中运动的时间长,D两粒子在磁场中运动的时间一样长,第二十五页，编辑于星期一：十三点 五十九分。,第二十五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。,解析：,作,出各自的轨迹如图所示，根据圆周运动特点知，分别从,P
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