第3章磁场章末小结
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• 1．安培力的大小
• 当通电导体与磁场方向垂直时，F＝ILB；当通电导体与磁 场方向平行时，F＝0；当通电导体和磁场方向的夹角为θ 时，F＝ILBsinθ。
• 2．安培力的方向
• 由左手定则判断，安培力垂直于磁场的方向，也垂直于导 线的方向，即安培力垂直于磁场和导线所决定的平面，但 磁场与导线可以不垂直。
• 在三场并存的区域中，当带电粒子所受的重力与电场力大 小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在 垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动。
• (3)较复杂的曲线运动
• 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 时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。
第3章磁场章末小结
2020/8/15
1
知识结构
2
规律方法
3
触及高考
知识结构
规律方法
• 一、有关安培力问题的分析与计算
• 安培力是一种性质力，既可以使通电导体静止、运动或转 动，又可以对通电导体做功，因此，有关安培力问题的分 析与计算的基本思路和方法与力学问题一样，先取研究对 象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题 目中的条件由牛顿定律或动能定理等规律求解。具体求解 应从以下几个方面着手分析。
• 4．运动的往复性形成多解
• 带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动 往往具有往复性，从而形成多解。如图丁所示。
Fra Baidu bibliotek
AC
• 三、带电粒子在复合场中的运动
• 复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两种场并 存的场，或场分区域存在。
• 1．三种场的比较 力的特点
功和能的特点
重力 大小：G＝mg 场 方向：竖直向下
B
C
C
重力做功与路径无关
重力做功改变重力势 能
大小：F＝qE
静电 场
方向：正电荷受力方向与电 场强度的方向相同；负正电
电场力做功与路径无 关
W＝qU
• 2．带电粒子在复合场中的运动分类
• (1)静止或匀速直线运动
• 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状 态或做匀速直线运动。
• (2)匀速圆周运动
• 如图乙所示，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。
• 3．临界状态不惟一形成多解
• 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运 动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过 180°从入射界面这边反向飞出，如图丙所示，于是形成了 多解。
• 3．求解带电粒子在复合场中的运动问题的一般步骤
• (1)选带电粒子为研究对象；(2)对带电粒子进行受力分析 ；(3)依据受力情况判定带电粒子的运动形式；(4)分析运 动过程并结合力学规律列方程或画图象，然后求解。
• (1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力 三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；
• (2)油滴在P点得到的初速度大小； • (3)油滴在第一象限运动的时间。
触及高考
• 1．本章知识是高考的热点，主要考查磁场的基本概念、 安培力和洛伦兹力的判断和应用。侧重于带电粒子在磁场 中的匀速圆周运动、带电粒子在复合场中运动等问题。多 以选择题和综合计算题的形式出现。
• 2．带电粒子在复合场中的运动是高考的重点之一，能综 合考查重力、电场力、磁场力的分析，各种力做功、能量 转化的关系，圆周运动、动力学知识，以及考生的分析和 综合应用能力。覆盖考点较多，是历年高考的一个命题热 点，难度较大，在学习中我们要加倍努力。
• 3．解决安培力问题的一般步骤
• 先画出通电导线所在处的磁感线的方向，用左手定则确定 通电导线所受安培力的方向；根据受力分析确定通电导体 所处的状态或运动过程；根据牛顿运动定律或动能定理求 解。
• 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大小，而未具体指出磁感应 强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成 的多解。
•一、考题探析
BC
•二、临场练兵
C
• 解析：由《梦溪笔谈》中的记载和题中磁感线分布示意图 可知，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，
地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，在两极附近地 球表面的地磁场方向不与地面平行，C项错误，A、B项正 确；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子与地磁场的磁感线 不平行，故受洛伦兹力的作用，D项正确。
• (4)分阶段运动
• 带电粒子可能依次通过几种不同情况的复合场区域，其运 动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶 段组成。
• 注意：①研究带电粒子在复合场中的运动时，首先要明确 各种不同力的性质和特点；其次要正确地画出其运动轨迹 ，再选择恰当的规律求解。②一般情况下，电子、质子、 α粒子等微观粒子在复合场中所受的重力远小于电场力、 磁场力，因而重力可以忽略，如果有具体数据，可以通过 比较来确定是否考虑重力，在有些情况下需要由题设条件 来确定是否考虑重力。
• 当通电导体与磁场方向垂直时，F＝ILB；当通电导体与磁 场方向平行时，F＝0；当通电导体和磁场方向的夹角为θ 时，F＝ILBsinθ。
• 2．安培力的方向
• 由左手定则判断，安培力垂直于磁场的方向，也垂直于导 线的方向，即安培力垂直于磁场和导线所决定的平面，但 磁场与导线可以不垂直。
• 在三场并存的区域中，当带电粒子所受的重力与电场力大 小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在 垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动。
• (3)较复杂的曲线运动
• 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 时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。
第3章磁场章末小结
2020/8/15
1
知识结构
2
规律方法
3
触及高考
知识结构
规律方法
• 一、有关安培力问题的分析与计算
• 安培力是一种性质力，既可以使通电导体静止、运动或转 动，又可以对通电导体做功，因此，有关安培力问题的分 析与计算的基本思路和方法与力学问题一样，先取研究对 象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题 目中的条件由牛顿定律或动能定理等规律求解。具体求解 应从以下几个方面着手分析。
• 4．运动的往复性形成多解
• 带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动 往往具有往复性，从而形成多解。如图丁所示。
Fra Baidu bibliotek
AC
• 三、带电粒子在复合场中的运动
• 复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两种场并 存的场，或场分区域存在。
• 1．三种场的比较 力的特点
功和能的特点
重力 大小：G＝mg 场 方向：竖直向下
B
C
C
重力做功与路径无关
重力做功改变重力势 能
大小：F＝qE
静电 场
方向：正电荷受力方向与电 场强度的方向相同；负正电
电场力做功与路径无 关
W＝qU
• 2．带电粒子在复合场中的运动分类
• (1)静止或匀速直线运动
• 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状 态或做匀速直线运动。
• (2)匀速圆周运动
• 如图乙所示，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。
• 3．临界状态不惟一形成多解
• 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运 动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过 180°从入射界面这边反向飞出，如图丙所示，于是形成了 多解。
• 3．求解带电粒子在复合场中的运动问题的一般步骤
• (1)选带电粒子为研究对象；(2)对带电粒子进行受力分析 ；(3)依据受力情况判定带电粒子的运动形式；(4)分析运 动过程并结合力学规律列方程或画图象，然后求解。
• (1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力 三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；
• (2)油滴在P点得到的初速度大小； • (3)油滴在第一象限运动的时间。
触及高考
• 1．本章知识是高考的热点，主要考查磁场的基本概念、 安培力和洛伦兹力的判断和应用。侧重于带电粒子在磁场 中的匀速圆周运动、带电粒子在复合场中运动等问题。多 以选择题和综合计算题的形式出现。
• 2．带电粒子在复合场中的运动是高考的重点之一，能综 合考查重力、电场力、磁场力的分析，各种力做功、能量 转化的关系，圆周运动、动力学知识，以及考生的分析和 综合应用能力。覆盖考点较多，是历年高考的一个命题热 点，难度较大，在学习中我们要加倍努力。
• 3．解决安培力问题的一般步骤
• 先画出通电导线所在处的磁感线的方向，用左手定则确定 通电导线所受安培力的方向；根据受力分析确定通电导体 所处的状态或运动过程；根据牛顿运动定律或动能定理求 解。
• 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大小，而未具体指出磁感应 强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成 的多解。
•一、考题探析
BC
•二、临场练兵
C
• 解析：由《梦溪笔谈》中的记载和题中磁感线分布示意图 可知，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，
地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，在两极附近地 球表面的地磁场方向不与地面平行，C项错误，A、B项正 确；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子与地磁场的磁感线 不平行，故受洛伦兹力的作用，D项正确。
• (4)分阶段运动
• 带电粒子可能依次通过几种不同情况的复合场区域，其运 动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶 段组成。
• 注意：①研究带电粒子在复合场中的运动时，首先要明确 各种不同力的性质和特点；其次要正确地画出其运动轨迹 ，再选择恰当的规律求解。②一般情况下，电子、质子、 α粒子等微观粒子在复合场中所受的重力远小于电场力、 磁场力，因而重力可以忽略，如果有具体数据，可以通过 比较来确定是否考虑重力，在有些情况下需要由题设条件 来确定是否考虑重力。