高考二轮三轮物理总复习专题案(粤教版)专题十　磁场

欢迎进入物理课堂 专题十磁场 专题十磁场 专题十 主干知识整合 一 三种场力的综合比较 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 四 带电粒子 质点 在复合场或组合场中的运动1 带电质点 考虑重力 在复合场中的运动 1 复合场指重力场 电场和磁场三者或其中任意两者共存于同一区域的场 组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 带电质点在复合场或组合场中的运动 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 专题十 主干知识整合 2 解决复合场或组合场中带电质点运动的问题可从以下两个方面入手 动力学观点 牛顿运动定律和运动学方程 能量观点 动能定理和机械能守恒定律或能量守恒定律 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 带电粒子与在组合场中的运动问题 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 专题十 要点热点探究 探究点一磁场对通电导线的作用力 例1 2011 课标全国卷 电磁轨道炮工作原理如图3 10 1所示 待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动 并与轨道保持良好接触 电流I从一条轨道流入 通过导电弹体后从另一条轨道流回 轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场 可视为匀强磁场 磁感应强度的大小与I成正比 通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出 现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍 理论上可采用的办法是 专题十 要点热点探究 A 只将轨道长度L变为原来的2倍B 只将电流I增加至原来的2倍C 只将弹体质量减至原来的一半D 将弹体质量减至原来的一半 轨道长度L变为原来的2倍 其他量不变 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 点评 本题以近代科技在国防中的应用为背景考查通电导体在磁场中的运动问题 可应用动能定理分析电磁炮射出时的速度与电流 质量及轨道长度的关系 明确磁感应强度随电流的变化关系是解题的关键 专题十 要点热点探究 变式题 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 探究点二带电粒子在磁场中的运动 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 1 速度大小 2 速度方向与y轴正方向夹角的正弦 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 高考命题者说 本题考查考生运用带电粒子在磁场中运动的规律综合分析解决问题的能力 解决问题的关键是要找到最后离开磁场的粒子也是在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹 试题中 从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一 的叙述给出了在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间 经过分析 粒子运动的半径满足题给的条件且是四分之一圆弧的轨迹只能是与磁场的上边界相切的一段圆弧 画出其运动轨迹 就可以利用图中的几何关系求解 专题十 要点热点探究 本题对考生的分析能力要求较高 试题抽样统计难度为0 134 区分度为0 603 有41 的考生得0分 41 的考生得4分 5 的考生得6分 引自教育部考试中心2011课程标准实验 高考理科试题分析 第158页 专题十 要点热点探究 探究点三带电粒子在复合场中的运动问题 1 复合场是指在空间某一区域内同时存在着重力场 电场 磁场中的两种场或三种场的情况 常见的复合场有电场与重力场 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 1 当带电粒子在复合场中所受合力为零时 粒子处于静止或匀速直线运动状态 2 当带电粒子所受合力提供向心力时 粒子做匀速圆周运动 专题十 要点热点探究 3 当带电粒子所受合力变化且速度方向不在一条直线上时 粒子做非匀变速曲线运动 如果做曲线运动 则需要根据功能关系求解 需要注意的是这种情况下要把握住洛伦兹力不做功这一特点 3 几种典型的复合场实例 速度选择器 质谱仪等 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是电磁学知识和力学知识的综合应用 分析方法和力学问题的分析方法基本相同 可利用动力学观点 能量观点来分析 不同之处是多了电场力 洛伦兹力 专题十 要点热点探究 例3如图3 10 4所示 在平面坐标系xOy内 第 象限内存在沿y轴正方向的匀强电场 电场强度大小为E 第 IV象限内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场 一带正电的粒子从第III象限中的Q点 2L L 以速度v0沿x轴正方向射出 恰好从坐标原点O进入磁场 然后又从y轴上的P 0 2L 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r 2 粒子的比荷和磁场的磁感应强度大小B 3 粒子从Q点出发运动到P点的时间t 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 点评 正确分析带电粒子的受力情况和运动特征是解决带电粒子在复合场中运动的前提 结合运动轨迹找出空间定量关系和隐含条件是准确分析带电粒子在匀强磁场中运动的重要方法 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 2 小球a做匀速圆周运动绕行方向是顺时针还是逆时针 速度va为多大 3 设小球b的运动轨迹与小球a的运动轨迹的最低点相切 当小球a运动到最低点即切点时 小球b也同时运动到切点 a b相碰后合为一体 碰后的共同速度为2 4m s 在相碰结束的瞬间 其加速度为多大 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全