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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,专题十 磁场,专题十磁场,2024/11/13,1,专题十 磁场专题十磁场2023/10/51,场力,比较项目,电场力,洛伦兹力,重力,力的大小,F,Eq,与电荷的运动情况无关，在匀强电场中为恒力,与速度大小和方向有关，电荷静止或速度方向平行于磁场方向时不受洛伦兹力,电荷运动方向与磁场方向垂直时洛伦兹力最大，,f,qB,v,G,mg,与物体的运动状态无关，在地球表面附近可以看成一个恒力,主干知识整合,专题十 主干知识整合,一、三种场力的综合比较,2024/11/13,2,场力电场力洛伦兹力重力力的大小FEq与速度大小和方向有,专题十 主干知识整合,场力,比较项目,电场力,洛伦兹力,重力,力的方向,正电荷受到电场力方向与,E,方向相同,负电荷受到电场力方向与,E,方向相反,F,与,E,方向互相平行,洛伦兹力方向垂直于磁场方向和速度方向所确定的平面,用左手定则确定洛伦兹力的方向，应注意电荷的正负,方向总是竖直向下,与重力加速度方向相同,2024/11/13,3,专题十 主干知识整合场力电场力洛伦兹力重力力的方向正,专题十 主干知识整合,场力,比较项目,电场力,洛伦兹力,重力,作用效果,可以改变速度的大小和方向,只能改变速度的方向，而不能改变速度的大小,可以改变速度的大小和方向,做功特点,做多少功与路径无关，而与初末位置之间的电势差有关电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加,洛伦兹力对电荷不做功，因为洛伦兹力方向总是和速度方向垂直,做多少功与路径无关，而与初末位置之间的高度差有关重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加,2024/11/13,4,专题十 主干知识整合场力电场力洛伦兹力重力作用效果可以,专题十 主干知识整合,场力,比较项目,电场力,洛伦兹力,重力,冲量特点,都会对受力的带电粒子产生冲量：,对匀强电场，则电场力为恒力，其冲量与电场力方向相同，可用,I,Ft,计算,洛伦兹力往往是一个变力，其冲量一般不用,I,Ft,计算,重力为恒力，其冲量与重力方向相同，可用,I,Ft,计算,2024/11/13,5,专题十 主干知识整合场力电场力洛伦兹力重力冲量特点都会,专题十 主干知识整合,二、带电粒子在电场和磁场中运动的比较,运动形式,比较项目,带电粒子在匀强电场中加速,(,v,0,与电场线平行或为零,),带电粒子在匀强电场中偏转,(,v,0,E,),带电粒子在匀强磁场中匀速运动,(,v,0,与磁感线平行,),带电粒子在匀强磁场中偏转,(,v,0,与磁感线垂直,),受力特点,受到恒定的电场力；电场力做功,不受磁场力作用,受磁场力作用；但磁场力不做功,运动特征,匀变速直线运动,类平抛运动,匀速直线运动,匀速圆周运动,2024/11/13,6,专题十 主干知识整合二、带电粒子在电场和磁场中运动的比较,专题十 主干知识整合,运动形式,比较项目,带电粒子在匀强电场中加速,(,v,0,与电场线平行或为零,),带电粒子在匀强电场中偏转,(,v,0,E,),带电粒子在匀强磁场中匀速运动,(,v,0,与磁感线平行,),带电粒子在匀强磁场中偏转,(,v,0,与磁感线垂直,),研究方法,牛顿运动定律,匀变速运动规律,牛顿运动定律,匀变速运动公式,正交分解法,匀速直线运动公式,牛顿运动定律,向心力公式,圆的几何知识,2024/11/13,7,专题十 主干知识整合运动形式带电粒子在匀强电场中加速(,专题十 主干知识整合,表达方式,如何求运动时间、速度和位移,如何求飞行时间、偏移量和偏转角,如何求时间和偏转角,用匀变速直线运动的基本公式、导出公式和推论求解,时间：飞出电场,t,打在极板上,t,偏移量：,y,at,2,偏转角：,tan,时间,t,T,(,是圆心角，,T,是周期,),偏转角,sin,(,l,是磁场宽度，,R,是粒子轨道半径,),2024/11/13,8,专题十 主干知识整合表达方式如何求运动时间、速度和位移如,专题十 主干知识整合,运动形式,比较项目,带电粒子在匀强电场中加速,(,v,0,与电场线平行或为零,),带电粒子在匀强电场中偏转,(,v,0,E,),带电粒子在匀强磁场中匀速运动,(,v,0,与磁感线平行,),带电粒子在匀强磁场中偏转,(,v,0,与磁感线垂直,),运动情景,2024/11/13,9,专题十 主干知识整合运动形式带电粒子在匀强电场中加速(,专题十 主干知识整合,三、带电粒子,(,质点,),在复合场中的运动,1,带电质点,(,考虑重力,),在复合场中的运动,(1),带点质点在复合场中的运动有两种情况：一是“叠加式”复合场，即重力场、电场和磁场三者或其中任意两者共存于同一区域的场；一是“组合式”复合场，指电场与磁场同时存在，但不重叠出现在同一区域的情况带电质点在复合场中的运动,(,包括平衡,),，说到底仍然是一个力学问题，只要掌握好不同的场对带电体作用力的特点，从分析带电体的受力情况和运动情况着手，充分发掘隐含条件，建立清晰的物理情景，最终把物理模型转化成数学表达式，即可求解,(2),解决复合场中带电质点运动的问题可从以下三个方面入手：动力学观点,(,牛顿运动定律结合运动学方程,),；,2024/11/13,10,专题十 主干知识整合三、带电粒子(质点)在复合场中的运动,专题十 主干知识整合,能量观点,(,动能定理和机械能守恒定律或能量守恒定律,),；动量观点,(,动量定理和动量守恒定律,),2,带电粒子,(,不计重力,),在复合场中的运动,(1),带电粒子在复合场中只受电场力和洛伦兹力的作用，电场力的方向由电性和电场方向共同决定，洛伦兹力方向要用左手定则准确判断,(2),对于“组合式”的复合场中带电粒子的运动问题，往往是由粒子在电场和磁场中的两个运动“连接”而成，因此对粒子经过连接点的速度大小和方向的分析是衔接两个运动的关键，一般是解题的突破口,(3)“,对称性”是带电粒子在复合场中运动问题经常呈现的一个特点，成为解题的另一突破口,2024/11/13,11,专题十 主干知识整合能量观点(动能定理和机械能守恒定律,要点热点探究,专题十 要点热点探究,探究点一带电体在磁场中的运动,解带电粒子在磁场中运动的题，除了运用常规的解题思路,(,画示意图、找“圆心”、定“半径”,),之外，往往更侧重于运用数学知识,(,尤其是几何和三角知识,),进行分析一般情况下，在题目涉及的众多的物理量和数学量中，“角度”是最最关键的一个量，它可以帮助我们找圆心、定方向、求时间，所以角度既是建立几何量与物理量之间关系式的一个纽带，又是沟通几何图形与物理模型的桥梁；其次是半径，在审题过程中首先计算出带电粒子的运动半径，有利于进一步发现题中隐含的几何关系，同时，半径也是关联速度的重要物理量,2024/11/13,12,要点热点探究专题十 要点热点探究探究点一带电体在磁,专题十 要点热点探究,例,1,可控热核聚变反应堆产生能量的方式和太阳类似，因此，它被俗称为“人造太阳”热核反应的发生，需要几千万度以上的高温，因而反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器可装人类正在积极探索各种约束装置，磁约束托卡马克装置就是其中一种如图,3,10,1,所示为该装置的简化模型有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为,R1,1.0 m,，磁感应强度为,B,1.0 T,，被约束粒子的比荷为,4.0107 C/kg,，该带电粒子从中空域与磁场交界面的,P,点以速度,v0,4.0107 m/s,，沿环的半径方向射入磁场,(,不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计带电粒子的重力,),2024/11/13,13,专题十 要点热点探究例1可控热核聚变反应堆产生能量的方,专题十 要点热点探究,(1),为约束该粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径,R2.,(2),若改变该粒子的入射速度,v,，使,v,v0,，求该粒子从,P,点进入磁场开始到第一次回到,P,点所需要的时间,t.,2024/11/13,14,专题十 要点热点探究(1)为约束该粒子不穿越磁场外边界，,专题十 要点热点探究,【,点拨,】,(1),粒子射出内圆的方向如何？进入磁场后做什么性质的运动？运动过程中能离开内圆圆心的最大距离是多少？,(2),改变粒子速度后的运动情况如何？到再一次回到,P,点需要经历什么过程？为解决这一问题你需要进行哪些定量计算呢？,2024/11/13,15,专题十 要点热点探究【点拨】(1)粒子射出内圆的方向如,专题十 要点热点探究,例,1,(1)2.41 m,(2)5.7410,7,【,解析,】,(1),设粒子在磁场中做圆周运动的半径为,R,，,则,qv0B,R,1.0 m,如图所示，由几何关系得,R2,R,R2,(1,)m,2.41 m,2024/11/13,16,专题十 要点热点探究例1(1)2.41 m(2)5.,专题十 要点热点探究,(2),设粒子此时在磁场中做圆运动的半径为,r,，,则,如图所示，由几何关系得,R2,R,R2,(1,)m,2.41 m,设粒子此时在磁场中做圆周运动的半径为,r,，,则,如图所示，由几何关系得,arctan,30,，,POP,60,2024/11/13,17,专题十 要点热点探究(2)设粒子此时在磁场中做圆运动的半,专题十 要点热点探究,故带电粒子进入磁场绕圆心,O,转过,360,(180,60),240,又回到中空部分，粒子的运动轨迹如图所示，故粒子从,P,点进入磁场到第一次回到,P,点时，粒子在磁场中运动时间为,t1,3,2T,T,粒子在中空部分运动时间为,t2,，,粒子运动总时间为,t,t1,t2,5.7410,7s,2024/11/13,18,专题十 要点热点探究故带电粒子进入磁场绕圆心O转过36,专题十 要点热点探究,【,点评,】,为准确分析带电粒子在匀强磁场中的运动问题，通常必须通过定量运算才能深入审题，结合画几何图示找出空间定量关系和隐含条件同时要特别注意理解并熟练应用以下结论：,1,一个方程：洛伦兹力提供向心力，即,qvB,2,两个角度：,(1),带电粒子与匀强磁场规则边界,(,直线边界或圆周边界,),以多大夹角射入，就将以多大夹角射出；,(2),带电粒子在匀强磁场中完成一段圆弧所引起的偏向角,(,速度方向偏转的角度,),等于这段圆弧所对应的圆心角,2024/11/13,19,专题十 要点热点探究【点评】为准确分析带电粒子在匀强,专题十 要点热点探究,3,三个确定：,(1),定圆心,O,粒子在其圆周轨迹上不同位置的两点,A,、,B,处所受洛伦兹力,f,洛作用线的交点为圆心，或弦,AB,的中垂线,OO,与任一洛伦兹
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