优化方案2012高考物理总复习第11章第二节磁场对运动电解读
【精品推荐】2012优化方案高考物理总复习(大纲版)课件第11章第二节
－ 15 所示，在 0≤x≤ 3a 区域内存在与 xOy 平 面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B.在 t ＝ 0 时刻， 一位于坐标原点的粒子源在 xOy 平面 内发射出大量同种带电粒子， 所有粒子的初速度 大小相同，方向与 y 轴正方向的夹角分布在 0～ 180° 范围内．已知沿 y 轴正方向发射的粒子在 t ＝ t0 时刻刚好从磁场边界上 P( 3a，a)点离开磁 场．求：
Bq 2πr 2πm 1 2π 2πm ，ω＝ (3)周期公式：T＝ ＝ ，f＝ ＝ _______ v qB T T Bq ＝ 2πf＝______. m
名师点拨： T 的大小与轨道半径 r 和运行速率 v 无关， q 只与磁场的磁感应强度 B 和粒子的比荷 有关． m
三、洛伦兹力的应用实例 1．回旋加速器
图11－2－8
2．磁场方向不确定形成多解
有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具
体指出磁感应强度的方向，此时必须要考虑磁 感应强度方向不确定而形成的多解． 如图11－2－9，带正电粒子以速率v垂直进入匀 强磁场，如B垂直纸面向里，其轨迹为a，如B
垂直纸面向外，其轨迹为b.
图11－2－9
3．临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，
图11－2－7
2πm 解析：选 B.由 T＝ 可知，正、负电子的运动周 qB 期相同，故所用时间之比等于轨迹对应的圆心角之 比． 作出正、负电子运动轨迹如图所示，由几何知识可 得正电子运动的圆心角等于 120° ，负电子运动的圆 θ 心角等于 60° ， 而电荷在磁场中的运动时间 t＝ T， 2π 所以 t 正∶ t 负＝ θ 正∶ θ 负＝ 2∶ 1，故 B 正确，A、C、 D 错误．
二、带电粒子在磁场中的运动 1．若v∥B，带电粒子以入射速度v做 匀速直线 __________ 运动．
高考物理一轮复习课件 第十一章 专题强化二十四 电磁感应中的动力学和能量问题
F合
考向1 “单棒＋电阻”模型
例1 (多选)(2021·全国甲卷·21)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方 形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙 的2倍.现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一 方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示.不计空气阻力，已 知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平.在线圈下边进入磁场后且上 边进入磁场前，可能出现的是
由牛顿第二定律有mg－F＝ma 联立解得 a＝g－mF＝g－1B6ρ2vρ0
加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲
和乙进入磁场时，具有相同的加速度. 当 g>1B6ρ2vρ0时，甲和乙都加速运动， 当 g<1B6ρ2vρ0时，甲和乙都减速运动， 当 g＝1B6ρ2vρ0时，甲和乙都匀速运动，故选 A、B.
例2 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30° 角固定，间距为L＝1 m，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨 道接触良好，其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道 平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻， Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab， 改变电阻箱的阻值R，测得最大速 度为vm，得到v1m与R1的关系如图乙所 示.若轨道足够长且电阻不计，重力 加速度g取10 m/s2，则
当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则此时电容器的电荷量为 Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误； 由于金属棒做匀速运动， 则F＝F安＝BIL＝4B2Cv3tan2θ·t， F与t成正比，则F为变力，根据力做功的功率公式P＝Fv 可知功率P随力F变化而变化，D错误.
《金版教程(物理)》2025高考科学复习解决方案第十一章 磁场感应第11章 核心素养提升含答案
4.(2023·全国乙卷)一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图a所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图b和图c所示，分析可知()
(1)求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；
(2)若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为 ，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到ab的最小距离x；
(3)初始时刻，若N到cd的距离与第(2)问初始时刻的相同、到ab的距离为kx(k>1)，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
二、非选择题(本题共2小题)
6．(2022·辽宁高考)如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
优化方案高考物理总复习(人教浙江专用)(课件)第11章第二节
3．机械波的分类 垂直 横波：振动方向与传播方向 _____. 机械波 纵波：振动方向与传播方向在同一直线上 . 二、描述机械波的物理量 相同 的两个相邻 1．波长 λ：在波动中振动相位总是_____ 质点间的距离．用“ λ”表示． 2．频率 f：在波动中，介质中各质点的振动频率都 波源 的振动频率． 是相同的，都等于 ______
λ 特别提醒： (1)计算波速既可应用 v＝ λf 或 v＝ ， T Δx 也可以应用 v＝ . Δt (2)应用波的图象，要注意，波动多解问题一般先 考虑波传播的“双向性”，再考虑“周期性”．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2.(2010年高考安徽理综卷)一列沿x轴正方向传 播的简谐横波，某时刻的波形如图11－2－2所 示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的 一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小 变化情况是( ) A．v变小，a变大 B．v变小，a变小 C．v变大，a变大 D．v变大，a变小 图11－2－2
(2)条件：两列波的频率相同．
干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生
反射、折射．
六、多普勒效应
靠近或者互相____ 由于波源与观察者互相____ 远离时，接
收到的波的_____ 频率 与波源频率不相等的现象．
课堂互动讲练
一、振动图象与波动图象的比较 波的振动图象与波动图象虽然形状相同，但
所研究的对象、意义、特点等有所不同．所
图11－2－1
解析：从甲、乙图可看出波长λ＝2.0 m，周期T ＝4 s，振幅A＝0.8 m；乙图中显示t＝0时刻该 质点处于平衡位置向上振动，甲图波形图中， 波向x轴正方向传播，则L质点正在平衡位置向 上振动，波速v＝λ/T＝0.5 m/s. 答案：0.8 4 L 0.5
大学物理——第11章-恒定电流的磁场
单 位：特斯拉（T） 1 T = 1 N· -1· -1 A m 1 特斯拉 ( T ) = 104 高斯( G )
3
★ 洛仑兹力 运动的带电粒子，在磁场中受到的作用力称为洛仑兹力。
Fm q B
的方向一致； 粒子带正电，F 的指向与矢积 B m 粒子带负电，Fm的指向与矢积 B的方向相反。
L
dB
具体表达式
?
5
★ 毕－萨定律
要解决的问题是：已知任一电流分布 其磁感强度的计算
方法：将电流分割成许多电流元 Idl
毕－萨定律：每个电流元在场点的磁感强度为：
0 Idl r ˆ dB 4 πr 2
大 小： dB
0 Idl sin
4 πr
2
方 向：与 dl r 一致 ˆ
整段电流产生的磁场：
r 相对磁导率
L
B dB
8
试判断下列各点磁感强度的方向和大小？
8
7
6
R
1
1、5 点 ：
dB 0
0 Idl
4π R 2
Idl
2
3、7 点 ： dB 2、4、6、8 点 ：
3 4
5
dB
0 Idl
4π R
sin 450 2
9
★ 直线电流的磁场
29
★ 磁聚焦 洛仑兹力
Fm q B （洛仑兹力不做功）
与 B不垂直
//
// cosθ
sin θ
m 2π m R T qB qB
2πm 螺距 d // T cos qB
【步步高】2012高中物理大一轮复习 第十一章 第2课时 磁场对运动电荷的作用讲义课件 大纲人教版
(1)方向由电荷正负、磁场方 向以及电荷运动方向决定， 方向之间的关系遵循左手定 方向 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 一定垂直) 大小 做功 情况 F＝qvB(v⊥B) 一定不做功 F＝qE 可能做正功，可能 做负功，也可能不 做功 (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
即学即练2 如图10中圆形区域内存在 垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 为B，现有一电荷量为q，质量为m的正 离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正 离子射出磁场区域的方向与入射方向的 夹角为60° ，求此离子在磁场区域内飞行 的时间及射出磁场时的位置．
图10
解析
设正离子从磁场区域射出点为 c，
图2
图3
(2)已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入 射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两 条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心．如图3所示，P为入射 点，M为出射点，O为轨道圆心．
2．半径的确定和计算 结合几何知识，通过解三角形计算 半径，同时注意以下几何特点： (1)粒子速度的偏向角φ等于回旋角α (圆心角α)，并等于AB弦与切线的夹 角(弦切角θ)的2倍．如图4所示． 即φ＝α＝2θ. (2)相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切 角θ′互补，即θ＋θ′＝180° .
射出方向的反向延长线与入射方向的直 径交点为 b(如图所示)，带电粒子沿圆形 区域的半径射入磁场时，必沿圆形区域 的半径方向射出，且粒子速度的偏转角 等于其圆弧所对应的圆心角，即∠aOc＝ 60° .设正离子运动一周的时间为 T，则正 离子沿 ac 由 a 点运动到 c 点所需的时间为 60° 1 t＝ T＝ T 360° 6
解析
【步步高】2012高中物理大一轮复习 第十一章 磁场 第1课时 磁场及其对电流的作用讲义课件 大纲人教版
特殊位 置法
通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位 置，然后判断其所受安培力的方向，从而确 定其运动方向 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动 趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排 斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转 动到平行且电流方向相同的趋势 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的
结论法
图2
A．与ab边平行，竖直向上 C．与ab边垂直，指向左边
B．与ab边平行，竖直向下 D．与ab边垂直，指向右边
解析 由安培定则可知，在a、b两 点的导线中的电流所产生的磁场中， 过c点的磁感线分别是以a、b为圆心 的圆，如图所示．分别作出它们在c 点产生的磁感应强度Ba、Bb(圆的切 线方向)，并作出其合磁感应强度B.由于Ba＝Bb，并由几何 知识可知，合磁感应强度B的方向竖直向下，再由左手定则 可判定过c点的导线所受安培力的方向与ab边垂直，指向左 边．故C选项正确．
图5
解析
由安培定则知，通电直导线在线圈
处产生的磁场垂直于纸面向外．为了判定 通电线圈在这一磁场内的受力方向，不妨 将它分成足够多的等份来处理，这样每一 小段便可看作是一小段通电直导线．结合 左手定则可判定出各段受力皆背离圆心，如右图所示．但 由于直线电流的磁场不均匀，靠近直导线的部分磁场较 强，因而线圈靠近直导线的部分受力较大．考虑对称性特 点，将各段受力合成时，合力方向一定竖直向下，这样线 圈必定靠近直导线，并仍处于同一竖直平面内．
建模感悟
由于习惯于理想的物理模型，学生往往迷惑于
新颖陌生的实际问题．解题的关键是利用原型启发、类 比、联想等思维方法，通过对题给情境的分析来获知其原 理，建立起熟悉的物理模型．
即学即练3
如图8所示，半径为R的绝缘轻质细圆环上均匀
【精品推荐】2012优化方案高考物理总复习(粤教版)课件第11章2012高考导航
3．预计2012年高考题目仍以选择题形式为主， 命题能力的要求也只限于物理概念和物理规律 的适用条件以及简单情况下的应用．同时要注 意多个知识点综合拼盘的命题形式.
实验十二：用油膜法估测分子的大小
11．相对湿度 Ⅰ
12．热力学第一定律 Ⅰ
13．能量守恒定律 Ⅰ
14．热力学第二定律 Ⅰ
命题热点
1.本章内容以概念规律为主，多为定性了 解．高考对本章的考查侧重于分子动理论、 内能、热力学定律、气体状态参量及相互关 系等内容，体现在对物理概念和规律的理解 以及简单情况下的应用． 2．高考对本章知识的考查绝大多数以选择 为主，只要求定性分析，极少数可能出现与 阿伏加德罗常数相结合的计算．有时会出现 多个知识拼盘的形式．东考纲展示 1.分子动理论的基本观点和实验依据 Ⅰ 2．阿伏加德罗常数 Ⅰ 3．气体分子运动速率的统计分布 Ⅰ 4．温度是分子平均动能的标志、内能 Ⅰ 5．固体的微观结构、晶体和非晶体 Ⅰ 6．液晶的微观结构 Ⅰ 7．液体的表面张力现象 Ⅰ
8．气体实验定律 Ⅰ 9．理想气体 Ⅰ 10．饱和蒸汽、未饱和蒸汽和蒸汽压 Ⅰ
【精品推荐】2012优化方案高考物理总复习(粤教版)课件第11章第一节
MA (2)求每个分子的体积时用公式 V0＝ ，只适用于固体 ρNA 和液体．因为组成固体、液体的分子间隙比较小，可近 似认为分子紧密排列，即忽略分子间隙，但此公式不能 用于气体分子的体积，因为气体分子间距离较大，用此 求出的是每个气体分子平均占有的体积．
即时应用 即时突破，小试牛刀 ) 1.(双选 )某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 V，密度 为 ρ，每个分子的质量和体积分别为 m 和 V0，则阿伏 加德罗常数 NA 可表示为( ) V ρV A． NA＝ B． NA＝ V0 m M M C． NA＝ D． NA＝ m ρV0 V 解析：选 BC.由于气体分子间距很大， 不能用 来计算 V0 NA， A 错误；气体密度 ρ 是宏观量，对于单个气体分 子不能用 m＝ρV0 来计算，故 D 错误．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 3.(单选)(2011年广东联考)如图11－1－5所示，甲 分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点 为r3的位置．虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引 的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合 力f的变化情况．若把乙分子由静止释放，则乙分 子( )
图11－1－5
三、热力学定律与能量守恒定律的理解 1．热力学第一定律 (1)热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这 两种改变内能的过程是等效的，而且给出了内 能的变化量和做功与热传递之间的定量关 系．此定律是标量式，应用时热量的单位应统 一为国际单位制中的焦耳． (2)对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
W Q ΔU 符号 ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少
(1) 自然界中能量的存在形式：物体运动具有动能、
分子运动具有分子动能、电荷具有电势能、原子 核内部的运动具有原子能等，可见，在自然界中 不同的能量形式与不同的运动形式相对应． (2) 不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转
大学物理电磁学 第11章 恒定磁场
四、毕-萨定律的应用
dB
0 4
Idl r r2
方法：
(1)将电流分解为无数个电流元
(2)由电流元求dB (据毕—萨定律)
(3)对dB积分求B = dB 矢量积分须化作分量积分去做
Bx dBx , By dBy , Bz dBz
例题1 直线电流在P点的磁场
2
解：
任取电流元 I dl
所有磁现象可归纳为：
运动电荷
运动电荷
载流导体
磁场
载流导体
磁体
磁体
磁场的宏观性质：对运动电荷(或电流)有力的 作用，磁场有能量
二、磁感应强度
B 1、磁场的描述:磁感应强度
方向： 磁针静止时，N极指向即B的正方向
S
N
2、B的大小：
以磁场对载流导线的作用为例
电流元所受到的磁场力
dF Idl sin
l
r
B
3）说明磁场为非保守场称为涡旋场
静电场是保守场、无旋场
二、简证(用特例说明安培环路定理的正确性)
(1)闭合路径L环绕电流
L在垂直于导线的平面内
B 0I 2 r
L
I d
o
B
r
dl
磁感线
(2)闭合路径L不包围电流
B dl1 dl2 L
P
·
I
d
o
dl2
dl1
L2
L1
磁感线
·
Q
三、运用安培环路定理求磁场 安培环路定理适用于任何形状恒定电流的载流体
P·
Idl r
B
dB
0 4
Idl r r2
B
dB
0 4
Idl r r2
2012版物理一轮精品复习学案：8.2 磁场对运动电荷的作用(选修3-1)
第2节 磁场对运动电荷的作用【考纲知识梳理】一、洛仑兹力的大小和方向：1、洛伦兹力的大小计算：F ＝qvB sinα(α为v 与B 的夹角)（1）当v ⊥B 时，f 洛最大，f 洛= q B v （式中的v 是电荷相对于磁场的速度） （2）当v // B 时，f 洛=0做匀速直线运动。
（3）v=0，F=0,即磁场对静止电荷无作用力，只对运动电荷产生作用力。
2、洛伦兹力的方向（1）洛伦兹力F 的方向既垂直于磁场B 的方向，又垂直于运动电荷的速度v 的方向，即F 总是垂直于B 和v 所在的平面．（2）洛伦兹力方向(左手定则)：伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反）则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向．二、带电粒子在匀强磁场中的运动1、分三种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；三是螺旋运动．2、做匀速圆周运动：轨迹半径r=mv/qB ；其运动周期T=2πm/qB (与速度大小无关)．3、垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别： 垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动)； 垂直进入匀强磁场，则做变加速曲线运动(匀速圆周运动)． 三、洛伦兹力的应用实例1．质谱仪的结构原理质谱仪主要用于分析同位素， 测定其质量， 荷质比和含量比， 如图所示为一种常用的质谱仪（1）离子发生器O （O 中发射出电量q 、质量m 的粒子，粒子从A 中小孔S 飘出时速度大小不计；） （2）静电加速器C ：静电加速器两极板M 和N 的中心分别开有小孔S 1、S 2，粒子从S 1进入后，经电压为U 的电场加速后，从S 2孔以速度v 飞出；（3）速度选择器D ：由正交的匀强电场E 0和匀强磁场B 0构成，调整E 0和B 0的大小可以选择度为v 0＝E 0/B 0的粒子通过速度选择器，从S 3孔射出；（4）偏转磁场B ：粒子从速度选择器小孔S 3射出后，从偏转磁场边界挡板上的小孔S 4进入，做半径为r 的匀速圆周运动；（5）感光片F ：粒子在偏转磁场中做半圆运动后，打在感光胶片的P 点被记录，可以测得PS 4间的距离L 。
高中物理11章知识点归纳总结
高中物理11章知识点归纳总结### 高中物理第十一章知识点归纳总结第十一章：电磁场和电磁波1. 电磁场的基本概念- 电场：电荷周围存在的一种特殊物质，能够对电荷施加力。
- 磁场：磁体或运动电荷周围存在的一种特殊物质，对磁体或运动电荷产生力的作用。
- 场强：描述场的强弱和方向的物理量，电场强度和磁感应强度是描述电磁场的基本物理量。
2. 电场和磁场的产生- 静电场：由静止电荷产生的电场。
- 感应电场：由变化的磁场产生的电场。
- 恒定磁场：由永久磁体或电流产生的磁场。
3. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律：描述变化磁场产生感应电动势的规律。
- 楞次定律：描述感应电流方向的规律，即感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。
4. 麦克斯韦方程组- 高斯定律：描述电场和电荷的关系。
- 高斯磁定律：描述磁场和电流的关系。
- 法拉第电磁感应定律：描述变化的磁场产生电场的规律。
- 安培定律：描述电流和磁场的关系，包括位移电流。
5. 电磁波- 电磁波的产生：由变化的电场和磁场相互激发产生。
- 电磁波的性质：包括波长、频率、速度等。
- 电磁波谱：包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
6. 电磁波的传播- 波的传播：电磁波在介质中传播时，电场和磁场交替变化，形成波形。
- 波的反射、折射和干涉：电磁波在不同介质界面上发生的反射、折射和干涉现象。
7. 电磁波的应用- 通信：无线电波用于无线通信。
- 医疗：X射线用于医学成像。
- 能源传输：太阳能电池板将太阳光转化为电能。
8. 电磁波的防护- 电磁污染：电磁波可能对人体健康和电子设备产生影响。
- 防护措施：包括屏蔽、吸收和距离等方法。
9. 电磁场的能量和动量- 能量守恒：电磁场的能量在传播过程中守恒。
- 动量守恒：电磁波具有动量，可以对物体产生推动作用。
通过以上知识点的归纳总结，我们可以看到电磁场和电磁波在物理学中的重要性，它们不仅在理论研究中占有重要地位，而且在实际应用中也发挥着巨大作用。
2012优化方案高考物理总复习(大纲版)第11章第三节课件
_平__衡_____时，a、b 间的电势差就保持稳定．由 Bqv
＝Eq＝Ud q，可得 v＝BUd，液体流量 Q＝Sv＝π4d2·BUd
＝π4dBU.
4．霍尔效应 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体， 当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、 电流方向都垂直的方向上出现了________电_．势这差 个现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为 _____霍__尔__电__势__差____或霍尔电压，其原理如图11 －3－4所示．
带电粒子在复合场中的一般曲线运动
例(满3 分样板 15分)在场强为B的水平匀强 磁场中，一质量为m、带电荷量为＋q的小球在 O点由静止释放，小球的运动曲线如图11－3－ 12所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该 点到x轴距离的2倍，重力加速度为g.求：
图11－3－12
(1)小球运动到任意位置P(x，y)的速率v； (2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym； (3)欲使小球沿x轴正向做直线运动，可在该区域 加一匀强电场，试分析加电场时，小球在什么 位置，所加电场的场强为多少？方向如何？
(2)匀速圆周运动 当带电粒子所受的_____重与力_____电__场_大力小相等、 方向相反时，带电粒子在_____洛__伦__兹的力作用下， 在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动． (3)非匀变速曲线运动 当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化， 且与初速度方向不在同一条直线上，粒子做非 匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆 弧，也不是抛物线．
(1)小球运动到O点时的速度大小； (2)悬线断裂前瞬间拉力的大小； (3)ON间的距离．
图11－3－6
解析：(1)小球从 A 运动到 O 的过程中，根据动能定理：
新课标人教版11选修一《磁场对运动电荷的作用》WORD教案2
新课标人教版11选修一《磁场对运动电荷的作用》WORD教案2信丰县第二中学雷燕翡一、教材分析洛仑兹力的方向是重点，实验结合理论探究洛仑兹力方向，再由安培力的表达式推导出洛仑兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会，一定要让全体学生都参与这一过程。
二、教学目标：（一）知识与技能1、明白什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判定洛伦兹力的方向，明白得洛伦兹力对电荷不做功。
3、把握洛伦兹力大小的推理过程。
4、把握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的运算。
5、了解电视机显像管的工作原理。
（二）过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。
（三）情感态度与价值观让学生认真体会科学研究最差不多的思维方法：“推理—假设—实验验证”三、教学重点难点重点：1、利用左手定则会判定洛伦兹力的方向。
2、把握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的运算。
难点：1、明白得洛伦兹力对运动电荷不做功。
2、洛伦兹力方向的判定。
四、学情分析本节是安培力的连续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，依旧力学分析中重要的一部分。
学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有专门大的关心。
五、教学方法实验观看法、逻辑推理法、讲解法六、课前预备1、学生的预备：认真预习课本及学案内容2、教师的预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案演示实验七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑问（二）情形引入、展现目标【摸索】：（1）电视机显像管中的电子只是细细的一束，什么缘故能使整个屏幕发光？（2）从宇宙深处射来的带电粒子什么缘故只在地球的两极引起极光？（3）前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面摸索两个问题：（1）如图，判定安培力的方向若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。
求：导线所受的安培力大小？（2）电流是如何形成的？电荷的定向移动形成电流。
【优化方案】2020高考物理总复习 第11章第一节 磁场的描述 磁场对电流的作用知能优化演练 大纲人教版
磁场的描述磁场对电流的作用1．(2020年泉州模拟)关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( )A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小解析：选D.磁感线是一些闭合的曲线，没有出发点和终止点，A选项错．磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场力的方向垂直，故B选项错．磁感线的疏密可定性表示磁场强弱，不是沿磁感线方向磁场减弱，C选项错．通电导体在磁场中受的安培力最小为零，最大为BIL，同一通电导体在不同的磁场中安培力在零到BIL 之间，由此可见D选项正确．2．(2020年高考海南卷)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图11－1－16中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )图11－1－16解析：选D.由左手定则判断可知D对．图11－1－173．(2020年安庆模拟)如图11－1－17所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A．a、b两点磁感应强度相同B．c、d两点磁感应强度大小相等C．a点磁感应强度最大D．b点磁感应强度最大解析：选BD.磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向．根据矢量合成法则，可得A、C错误，B、D正确．图11－1－184．如图11－1－18所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升解析：选A.首先用电流元法：把直线电流等效为AO′、O′O、OB三段(O′O段极短)电流元，由于O′O段电流方向与该处磁场方向相反，所以不受安培力作用；AO′段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里．综上可知导线将顺时针转动(俯视)．然后应用特殊位置法：把导线转过90°的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动．图11－1－195．(2020年大连模拟)水平放置的光滑金属导轨宽L＝0.2 m，接有电源电动势E＝3 V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B＝1 T．导体棒ab的电阻R＝6 Ω，质量m＝10 g，垂直放在导轨上并良好接触(如图11－1－19)，求合上开关的瞬间：(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度．解析：(1)I＝ER＝36A＝0.5 AF＝BIL＝1×0.5×0.2 N＝0.1 N 方向水平向右．(2)a＝Fm＝0.110×10－3m/s2＝10 m/s2，方向水平向右．答案：(1)0.1 N 水平向右(2)10 m/s2水平向右。
2013高考物理一轮总复习优化课件第十一章第二节磁场对运动电荷的作用
解析：选AC.电荷在电场中一定受电场 力，故A对．电荷在磁场中运动，且速 度方向不平行于磁感线时，才受到洛 伦兹力的作用，B错误．洛伦兹力的方 向总是垂直于电荷的速度方向,不做功， 它只改变速度的方向，不改变速度的 大小，C正确，D错误．
二、带电粒子在有界匀强磁场中做匀速 圆周运动的分析
1．确定圆心的两种方法 (1)已知入射方向和出射方向时，可通 过入射点和出射点分别作垂直于入射方 向和出射方向的直线，两条直线的交点 就是圆弧轨道的圆心(如图11－2－3甲 所示,P为入射点，M为出射点)．
3．洛伦兹力与电场力的比较
对应力 内容项
目
洛伦兹力
电场力
性质
磁场对在其中运动 电场对放入其中 电荷的作用力 电荷的作用力
产生条 件
v≠0且v不与B平行
电场中的电荷一 定受到电场力的
作用
大小 F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
对应力 内容项
目
力方向 与场
方向的 关系
洛伦兹力
一定是F⊥B， F⊥v，与电荷
m
名师点拨：T 的大小与轨道半径 r 和运 行速率 v 无关，只与磁场的磁感应强度 B 和粒子的比荷mq 有关．
三、洛伦兹力的应用实例
1．回旋加速器 (1)构造：如图11－2－1 所示，D1、D2是半圆金 属盒，D形盒的缝图隙11处－2－1 交流接_________电源．D形盒处 于匀强磁场中．
图11－2－3
(2)已知入射方向和出射点的位置时， 可以通过入射点作入射方向的垂线， 连接入射点和出射点，作其中垂线， 这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆 心(如图乙所示，P为入射点，M为出 射点)．
2．半径的确定 用几何知识(勾股定理、三角函数等)求 出半径大小．
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Bq 2πr 2πm 1 2π 2πm ，ω＝ (3)周期公式：T＝ ＝ ，f＝ ＝ _______ v qB T T Bq ＝ 2πf＝______. m
名师点拨： T 的大小与轨道半径 r 和运行速率 v 无关， q 只与磁场的磁感应强度 B 和粒子的比荷 有关． m
三、洛伦兹力的应用实例 1．回旋加速器
q2B2R2 2m ___________ ，可见粒子获得的最大动能由 磁感应强度B ________________ 和 D 形盒半径 R 决定，与加速电 无关 ． 压 _______
2．质谱仪
(1)构造：如图11－2－2所示，由粒子源、加速
电场、偏转磁场和照相底片等组成．
图11－2－2
(2)原理：粒子由静止在加速电场中被加速，根据动能
对．电荷在磁场中运动，且速度方向不平行于 磁感线时，才受到洛伦兹力的作用，B错误．洛
伦兹力的方向总是垂直于电荷的速度方向，不
做功，它只改变速度的方向，不改变速度的大
小，C正确，D错误．
二、带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运
动的分析
1．确定圆心的两种方法 (1)已知入射方向和出射方向时，可通过入射点 和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的 直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如
一、对洛伦兹力的理解 1．洛伦兹力和安培力的关系 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力， 而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受
到的洛伦兹力的宏观表现．
2．洛伦兹力方向的特点 (1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方 向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动 电荷速度方向和磁场方向确定的平面．
小．
3．运动时间的确定 α α s t＝ T 或 t＝ T 或 t＝ . 360° 2π v 式中 α 为粒子运动的圆弧所对应的圆心角， T 为周期， s 为运动轨迹的弧长， v 为线速度． 4．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程
序解法——三步法
(1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并
画出轨迹．
2qU 1 2 v＝ qU ＝ m v m 定理 ____________ 可知进入磁场的速度___________. 2 粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，做匀速圆周运动，根
mv qBv 据牛顿第二定律，_______＝ .由以上几式可得出 r 需要研究的物理量如粒子轨道半径、粒子质量、比荷 等．
2
课堂互动讲练
(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度
相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，
在磁场中运动的时间与周期相联系． (3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律， 特别是周期公式、半径公式． 5．带电粒子在常见有界磁场区域的运动轨迹
(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图11－2
－4所示)
图11－2－4
3．方向 (1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向 运动方向 或负电荷______________ 运动的反方向 ． 正电荷__________ B、v 决 (2)方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于______
定的平面．(注意B和v可以有任意夹角)．
垂直于 v的方向，故洛伦兹力永不 由于F始终________ 做功． 名师点拨：当电荷的运动方向与磁场方向不垂 直时，高中阶段不要求掌握．
第二节
磁场对运动电荷的作用
第 二 节 磁 场 对 运 动 电 荷 的 作 用
基础知识梳理
课堂互动讲练
经典题型探究
知能优化演练
基础知识梳理
一、洛伦兹力 运动 电荷在磁场中所受的力． 1．定义：______ 2．大小
(1)v∥B时，F＝____. 0 qvB (2)v⊥B时，F＝______.
qvBsinθ (3)v与B夹角为θ时，F＝________.
二、带电粒子在磁场中的运动 1．若v∥B，带电粒子以入射速度v做 匀速直线 运动． __________
2．若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，
匀速圆周 以入射速度v做__________ 运动． 基本公式
v2 m r (1)向心力公式： Bqv＝ ______. mv (2)轨道半径公式： r＝______. Bq
(1)构造：如图11－2－1所示，D1、D2是半圆金 交流 电源．D形盒处 属盒，D形盒的缝隙处接_____
于匀强磁场中．
图11－2－1
(2)原理：交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期 相等 ，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 mv2 会被一次一次地加速．由 qvB＝ ，得 Ekm＝ R
(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方
向也随之变化． (3)用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的 洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反 方向．
3．洛伦兹力与电场力的比较
特别提醒：(1)洛伦兹力方向与速度方向一定垂 直，而电场力的方向与速度方向无必然联系． (2)安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表
图11－2－3甲所示，P为入射点，M为出射点)．
图11－2－3
(2)已知入射方向和出射点的位置时，可以通过
入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射
点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧 轨道的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出 射点)． 2．半径的确定
用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大
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．
即时应用
1.以下说法正确的是(
)
A．电荷处于电场中一定受到电场力
B．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D．洛伦兹力可以改变运动电荷的速度方向和速
度大小
解析：选AC.电荷在电场中一定受电场力，故A
(2)平行边界(存在临界条件，如图11－2－5所示)
图11－2－5
(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图11
－2－6所示)
图11－2－6
即时应用
2．如图 11－ 2－ 7 所示，在第Ⅰ象限内有垂直于纸面 向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率与 x 轴成 30° 角的方向从原点射入磁场， 则正、 负电子在 磁场中运动的时间之比为 ( ) A． 1∶ 2 B． 2∶ 1 C． 1∶ 3 D． 1∶ 1