磁场复习案

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2020届高中物理第一轮总复习 第8章 第3讲 磁场对运动电荷的作用学案(教师版)新人教版

2020届高中物理第一轮总复习 第8章 第3讲 磁场对运动电荷的作用学案(教师版)新人教版

一、洛伦兹力1.定义:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.2.大小:(1)在磁场中当运动电荷的速度方向与磁场垂直时,洛伦兹力的大小F=qvB.(2)当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时,洛伦兹力的大小F=0.(3)当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,洛伦兹力的大小F=qvBsin θ.(4)推导: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.由安培力公式可以推导出洛伦兹力公式.3.洛伦兹力的方向(1)运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向可用左手定则来判定.伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,四指指向正电荷的运动方向(或负电荷运动的反方向),拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力的方向.(2)洛伦兹力的方向总是垂直于速度和磁场所在的平面.但v和B不一定垂直二、带电粒子在匀强磁场中的运动(不计重力)1.若带电粒子运动方向与磁场方向平行,则粒子不受洛伦兹力作用,做匀速直线运动.2.若带电粒子运动方向与磁场方向互相垂直,则粒子将做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,其运动周期T=2πm/qB (与速度大小无关),轨道半径r=mv/qB.3.由于洛伦兹力始终和速度方向互相垂直,所以洛伦兹力对运动的带电粒子不做功.图831三、质谱仪与回旋加速器1.质谱仪构造和工作原理(1)结构:如图831所示,质谱仪由粒子源、加速电场、匀强磁场和照相底片组成.2.回旋加速器的构造和工作原理(1)构造:如图832所示,回旋加速器由两个半圆的D形盒组成,D形盒处于匀强磁场中,为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速,使之能量不断提高,要在狭缝处加一个交变电压.图8321.如何处理带电粒子在匀强磁场中的圆周运动?解答:带电粒子在匀强磁场中的圆周运动是高中物理的一个难点,也是高考的热点.解这类问题既要用到物理中的洛伦兹力、圆周运动的知识,又要用到数学平面几何中的圆及解析几何知识.带电粒子在匀强磁场中做圆周运动问题的分析思路归纳如下:(1)确定圆所在的平面.由左手定则和立体几何知识可知,粒子做匀速圆周运动的轨迹在洛伦兹力f与速度v的方向所确定的平面内.(2)确定圆心的位置.根据洛伦兹力f始终与速度v的方向垂直这一特点,画出粒子运动轨迹上任两点(一般是射入与射出有界磁场的两点)的洛伦兹力方向(即垂直于这两点速度的方向),其延长线的交点即为圆心.(5)注意圆周运动中有关对称规律.如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.(6)带电粒子在有界磁场中运动的极值问题.掌握下列结论,再借助数学方法分析.①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.②当速度v一定时,弧长越长,则圆心角越大,带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.③当速率v变化时,圆心角越大,运动时间越长.2.什么原因使洛伦兹力问题出现多解?解答:带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由于多种因素的影响,常使问题形成多解.多解形成原因一般包含下述几个方面.(1)带电粒子电性不确定而形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同的初速度下,正、负粒子在磁场中运动轨道不同,会形成双解.(2)磁场方向不确定而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的方向,此时必须考虑磁感应强度的方向不确定而形成的多解.(3)临界状态不唯一而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,因此,它可能穿过去了,也可能转过一角度后从入射界面飞出.(4)运动的重复性而形成多解带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间中运动时,运动往往具有往复性,因而形成多解.3.为什么带电粒子经回旋加速器加速后的最终能量与加速电压无关?解答:加速电压越高,带电粒子每次加速的动能增量越大,回旋半径也增加越多,导致带电粒子在D形盒中的回旋次数越少。

2019高中物理鲁科版大复习学案第九章 磁场的描述及磁场对电流的作用

2019高中物理鲁科版大复习学案第九章 磁场的描述及磁场对电流的作用

基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用知识点一、磁场磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1.磁场(1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用.(2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向。

2.磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致.3.几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(如图1所示)图1(2)电流的磁场知识点二、磁感应强度1.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。

(2)大小:B=错误!(通电导线垂直于磁场)。

(3)方向:小磁针静止时N极的指向。

(4)单位:特斯拉(T)。

2.匀强磁场(1)定义:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场.(2)特点:疏密程度相同、方向相同的平行直线.知识点三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时:F=BIL。

(2)磁场和电流平行时:F=0。

2.安培力的方向图2左手定则判断:(1)伸出左手,让拇指与其余四指垂直,并且都在同一个平面内.(2)让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向。

(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

[思考判断](1)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的强弱有关。

()(2)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。

()(3)在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大。

() (4)相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零。

()(5)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零。

()(6)由定义式B=FIL可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小。

()(7)安培力可能做正功,也可能做负功.()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√磁场及安培定则的应用1.理解磁感应强度的三点注意(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=FIL认为B与F成正比,与IL成反比。

高三第一轮复习_第八章《磁场》

高三第一轮复习_第八章《磁场》

R (2 6 )a, v (2 6 ) aqB ,sin 6 6
2
2m
10
旋转圆
练习:如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上。在xOy平面内 有与y轴平行的匀强电场,在半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场。 在圆的左边放置一带电微粒发射装置,它沿x轴正方向发射出一束具有相同 质量m、电荷量q(q>0)和初速度v的带电微粒。发射时,这束带电微粒分 布在0<y<2R的区间内。已知重力加速度大小为g。 (1)从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入有磁场区域,并从坐标原 点O沿y轴负方向离开,求电场强度和磁感应强度的大小和方向。 (2)请指出这束带电微粒与x轴相交的区域,并说明理由。 (3)若这束带电微粒初速度变为2v,那么它们与x轴相交的区域又在哪里? 并说明理由。
C.先减小后增大
D.先增大后减小
若上述为带正电小球,匀强电场由竖直向上顺时针至 水平向右,则如何?
安培力作用下导体运动情况的判定
细橡皮筋
方法归纳:电流元法;特殊位置法;等效法;结论法; 转换研究对象法
安培力作用下的综合问题
练习:如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导 轨上端连接一个定值电阻.导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜 面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场.现对a棒施 以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒 恰好静止.当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向 上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨.当a棒再次滑回到磁场 上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动.已知a棒、b棒和定值电阻的阻值 均为R,b棒的质量为m,开始时a棒离PQ的距离为L,重力加速度为g,导轨电阻不计。

高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用

高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用

准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习:磁场根本性质;磁场对电流的作用【本讲信息】一. 教学内容:1. 磁场根本性质2. 磁场对电流的作用【要点扫描】磁场根本性质〔一〕磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的根本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.〔二〕磁感线为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1、疏密表示磁场的强弱.2、每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感强度的方向.3、是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。

4、匀强磁场的磁感线平行且距离相.没有画出磁感线的地方不一没有磁场.5、安培那么:拇指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个圆,每点磁场方向是在该点的切线方向。

*熟记常用的几种磁场的磁感线:〔三〕磁感强度1、磁场的最根本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。

2、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:ILFB 〔电流方向与磁感线垂直时的公式〕.③方向:左手那么:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向.④单位:牛/安米,也叫特斯拉,单位制单位符号T.⑤点B:就是说磁场中某一点了,那么该处磁感强度的大小与方向都是值.⑥匀强磁场的磁感强度处处相.⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,那么该点的磁感强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感强度的矢量和,满足矢量运算法那么。

〔四〕磁通量与磁通密度1、磁通量Φ:穿过某一面积磁力线条数,是标量.2、磁通密度B:垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数,即磁感强度,是矢量.3、二者关系:B=Φ/S〔当B与面垂直时〕,Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向上的投影,θ是B与S法线的夹角.磁场对电流的作用〔一〕安培力1、安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.说明:磁场对通电导线中向移动的电荷有力的作用,磁场对这些向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.2、安培力的计算公式:F=BILsinθ〔θ是I与B的夹角〕;通电导线与磁场方向垂直时,即θ=90°,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=0°,此时安培力有最小值,F=0N;0°<B<90°时,安培力F介于0和最大值之间。

2022年高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第10章 第1讲 磁场及其对电流的作用

2022年高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第10章 第1讲 磁场及其对电流的作用

方法三(结论法) 环形电流I1、I2不平行,则一定有相对转动,直到两 环形电流同向平行为止.据此可得,从左向右看,线圈L1将顺时针转动.
跟进训练
2.(通电导线的有效长度)(八省联考·湖南·5)如图11,力传感器固定在天花板上,
边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器
棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线
框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F,
则线框LMN受到的安培力的大小为
A.2F
√B.1.5F
C.0.5F
D.0
图9
解析 设三角形边长为 l,通过导体棒 MN 的电流大小为 I,则根据并联电
路的规律可知通过导体棒 ML 和 LN 的电流大小为2I,如图所示,依题意有 F=BlI,则导体棒 ML 和 LN 所受安培力的合力大小为 F1=12BlI=12F,方 向与 F 的方向相同,所以线框 LMN 受到的安培力大小为 F+F1=1.5F, 选项 B 正确.
(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围. 答案 0≤R≤30 Ω
解析 因磁场与金属棒垂直,所以金属棒受到的安培力为 F=BIL,因此
动势为E=12 V,内阻r=1.0 Ω,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑动
变阻器的阻值符合要求,其他电阻不计,取g=10 m/s2,
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.现要保持金属棒在导轨上静
止不动,求:
图14
(1)金属棒所受安培力大小的取值范围;
答案
8 11
N≤F≤8 N
解析 当金属棒刚好达到向上运动的临界状态时,金属棒受到的摩擦力 为最大静摩擦力,方向平行斜面向下,对金属棒受力分析,如图甲所示,

邯郸市一中高三物理二轮复习学案 电场和磁场 编者李利丰 审核人弓何云 使用时间2014311

邯郸市一中高三物理二轮复习学案 电场和磁场 编者李利丰 审核人弓何云 使用时间2014311

带电粒子在磁场中运动专题一【学习目标】熟练画出带电粒子以大小相同而方向不定的速度射入匀强磁场的运动轨迹,并进行相关计算。

【课堂讲练】一、例1、如图,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。

许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v 沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。

不计重力,不计粒子间的相互影响。

下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中R=mv/Bq。

哪个图是正确的?A. B.C. D.针对训练1、如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离l=16cm处,有一个点状的α放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106m/s,已知α粒子的电荷与质量之比为5.0×107C/kg,现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度.例2、 (2010·全国卷Ⅰ·26)如图,在0x ≤≤区域内存在与xy 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xy 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0t t =时刻刚好从磁场边界上,)P a 点离开磁场。

求:⑴ 粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷q /m;⑵ 此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范围;⑶ 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。

针对训练2、(2011广东第35题)(18分)如图(a )所示,在以O 为圆心,内外半径分别为1R 和2R 的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U 为常量,1020,3R R R R ==,一电荷量为+q ,质量为m 的粒子从内圆上的A 点进入该区域,不计重力。

磁场单元复习教案

磁场单元复习教案

磁场单元复习教案一、教学目标:1.理解什么是磁场以及磁场的特性;2.掌握如何计算磁场强度和磁场能量;3.能够解决与磁场有关的问题。

二、教学重点:1.理解磁场的概念;2.掌握磁场强度和磁场能量的计算方法;3.理解磁场与电流和磁性物质的关系。

三、教学难点:1.理解磁场的作用和应用;2.掌握通过磁场解决实际问题的方法。

四、教学过程:1.复习磁场的概念及其特性:a.引导学生回顾磁场的定义,即物质周围存在着力场,能使具有磁性的物质受力;b.讲解磁场的特性,如磁场的方向、形状、大小等。

2.复习磁场强度和磁场能量的计算方法:a.提示学生回忆磁场强度的定义和计算方法;b.教授磁场能量的计算方法,提供相关实例进行讲解。

3.复习磁场与电流的关系:a.引导学生回忆安培定律,即电流周围存在着磁场;b.讲解电流产生的磁场的特性,如方向、大小等。

4.复习磁场与磁性物质的关系:a.提示学生回忆磁性物质受力的特点,即在磁场中可以受到力的作用;b.讲解磁性物质的磁化过程和磁场对磁性物质的作用;5.复习磁场的作用和应用:a.教授磁场对电流的作用,如电磁感应和磁力;b.讲解磁场在实际生活中的应用,如电磁铁、电动机等。

6.解决与磁场有关的问题:a.给学生提供一些与磁场有关的问题,让他们应用所学知识解决;b.引导学生思考如何利用磁场解决实际问题,鼓励他们展开讨论。

五、课堂实践:1.在黑板上绘制磁场的示意图,让学生根据图形判断磁场的方向;2.提供几个实例,让学生计算磁场强度和磁场能量;3.指导学生进行实验,探究电流对磁场的影响;4.给学生提供一些与磁场有关的问题,让他们分组讨论并给出解决方案。

六、教学反思:本节课通过复习磁场的概念和特性,加深学生对基本概念的理解;通过教授磁场的计算方法,提高学生的计算能力;通过讲解磁场与电流和磁性物质的关系,引导学生探索磁场的作用和应用。

通过此次复习教案,学生对磁场的理解能力得到了提升,对磁场的应用能力有了进一步的掌握。

高考物理一轮复习 第9章 磁场 第3节 带电粒子在复合场中的运动教案-人教版高三全册物理教案

高考物理一轮复习 第9章 磁场 第3节 带电粒子在复合场中的运动教案-人教版高三全册物理教案

第3节 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在组合场中的运动 [讲典例示法]带电粒子在电场和磁场的组合场中运动,实际上是将粒子在电场中的加速与偏转,跟在磁场中偏转两种运动有效组合在一起,有效区别电偏转和磁偏转,寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键。

当带电粒子连续通过几个不同的场区时,粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化,其运动过程则由几种不同的运动阶段组成。

[典例示法] (2018·全国卷Ⅱ)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy 平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y 轴垂直,宽度为l ,磁感应强度的大小为B ,方向垂直于xOy 平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l ′,电场强度的大小均为E ,方向均沿x 轴正方向;M 、N 为条状区域边界上的两点,它们的连线与y 轴平行。

一带正电的粒子以某一速度从M 点沿y 轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M 点入射的速度从N 点沿y 轴正方向射出。

不计重力。

(1)定性画出该粒子在电、磁场中运动的轨迹; (2)求该粒子从M 点入射时速度的大小;(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x 轴正方向的夹角为π6,求该粒子的比荷及其从M 点运动到N 点的时间。

[解析] (1)粒子在电场中的轨迹为抛物线,在磁场中为圆弧,上下对称,如图(a)所示。

图(a)(2)设粒子从M 点射入时速度的大小为v 0,进入磁场的速度大小为v ,方向与电场方向的夹角为θ,如图(b ),速度v 沿电场方向的分量为v 1。

图(b)根据牛顿第二定律有qE =ma ① 由运动学公式有l ′=v 0t ② v 1=at ③ v 1=v cos θ④设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为R ,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得qvB =mv 2R⑤ 由几何关系得l =2R cos θ ⑥ 联立①②③④⑤⑥式得v 0=2El ′Bl。

⑦(3)由运动学公式和题给数据得 v 1=v 0cot π6⑧联立①②③⑦⑧式得q m =43El ′B 2l2⑨设粒子由M 点运动到N 点所用的时间为t ′,则t ′=2t +2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-π62πT ⑩式中T 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期, T =2πmqB⑪由③⑦⑨⑩⑪式得t ′=Bl E ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1+3πl 18l ′。

高中物理高考 】高考物理一轮复习学案 10 3 电磁感应定律的综合运用 有解析

高中物理高考 】高考物理一轮复习学案  10 3 电磁感应定律的综合运用 有解析

【备考2022】高考物理一轮复习学案10.3 电磁感应定律的综合运用(2)右手定则的研究对象为闭合回路的一部分导体,适用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动。

2.对电源的理解(1)在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等,这种电源将其他形式的能转化为电能。

(2)判断感应电流和感应电动势的方向,都是把相当于电源的部分根据右手定则或楞次定律判定的。

实际问题中应注意外电路电流由高电势处流向低电势处,而内电路则相反。

3.导体棒在匀强磁场运动过程中的变与不变(1)外电阻的变与不变若外电路由无阻导线和定值电阻构成,导体棒运动过程中外电阻不变;若外电路由考虑电阻的导线组成,导体棒运动过程中外电阻改变。

(2)内电阻与电动势的变与不变切割磁感线的有效长度不变,则内电阻与电动势均不变。

反之,发生变化。

处理电磁感应区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则(判断电流周围磁感线的方向)。

(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则(闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流)。

(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则(磁场对电流有作用力)。

核心素养二对电路的理解(1)内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成。

(2)在闭合电路中,相当于“电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于感应电动势。

核心素养三图像问题2.解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类,即是B­t图像还是Φ­t图像,或者E­t图像、I­t图像等。

(2)分析电磁感应的具体过程。

(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。

(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。

(5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等。

人教版 高二物理 选修3-1 第三章 磁场 知识点学案(含答案)

人教版 高二物理 选修3-1 第三章 磁场 知识点学案(含答案)

磁场复习学案姓名班级主题内容要求考点磁场及描述1.电流的磁场Ⅰ2.磁感应强度,磁感线,地磁场Ⅱ3.磁性材料,分子电流假说Ⅰ磁场对电流的作用力4.磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则Ⅱ5.磁电式电表原理Ⅰ磁场对运动电荷的作用力6.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Ⅱ7.质谱仪,回旋加速器Ⅰ重点本章的重点是:描述磁场特性的基本物理量——磁感应强度,表达磁场对电流和运动电荷作用规律的基本公式和基本定则——安培力公式、洛伦兹力公式和左手定则.难点本章的难点是:磁感应强度的定义、洛伦兹力公式的导出、带电粒子在匀强磁场中的运动以及带电粒子在复合场中运动问题的分析方法等等,是教学中的难点,在教学中要十分注意讨论问题的逻辑和思想方法.热点纵观近几年高考,涉及本章知识点的题目年年都有,考查次数最多的是与洛伦兹力有关的带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动,其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题.一、磁现象天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体,它们能吸引铁质物体的性质-叫磁性.如磁铁能吸引铁屑、铁钉等物质.磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极.能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫做南极(S极),指北的磁极叫做北极(N极).自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.二、电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的磁效应.著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南的磁针上方,通电时磁针转动.三、磁场磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的.磁体的周围、电流的周围存在磁场.四、地球的磁场地球的地理两极与地磁两极并不重合,因此,磁针并非准确地指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角,简称磁偏角.一、磁感应强度的意义描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量.二、磁感应强度的方向1.磁感应强度的定义:描述磁场强弱的物理量.2.磁感应强度的方向:小磁针静止时N 所指的方向规定为该点的磁感应强度方向,简称为磁场方向.3.磁感应强度是矢量.三、磁感应强度的大小1.电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元.2.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度,用B来表示.3.定义式:B=F IL.单位:特斯拉,简称特,符号是T .1 T=1N A·m.一、磁感线1.在磁场中画出的一些曲线,曲线上每一点的切线都跟这点的磁感应强度的方向一致.2.在磁体的两极附近,磁场较强,磁感线较密.二、几种常见的磁场1.直线电流的磁场(1)磁感线是围绕电流的一圈圈的外疏内密的同心圆.(2)判断方法:磁感线的方向可以用安培定制(右手螺旋定则)确定.(3)安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致,弯曲四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.2.环形电流和通电螺线管的磁场环形电流安培定则的用法:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.三、安培分子电流假说1.内容:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的 磁体,它的两侧相当于两个 磁极 .如图甲所示.2.对有关磁现象的解释(1)磁化:软铁棒未被磁化前,内部分子电流取向 杂乱无章 ,磁场相互抵消,对外界不显磁性,在外界磁铁的磁化下,内部各分子电流 取向一致 ,形成磁极.如图乙所示.(2)失磁:由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向变得 杂乱无章 的结果. 四、匀强磁场1.定义:磁感应强度的 大小 、 方向 处处相同的磁场. 2.磁感线特点:匀强磁场的磁感线是一些 间隔相同的平行 直线. 五、磁通量1.定义:设在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S ,则B 与S 的乘积叫做穿过这个面积的 磁通量 ,简称磁通.用字母Φ表示磁通量. 2.定义式: Φ=BS3.单位: 韦伯 ,简称韦 ,符号Wb ,1 Wb =1 T·m 2 .比较项目磁感线电场线相 似 点意义形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线 形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线方向线上各点的切线方向即该点的磁场方向,是磁针N 极受力方向 线上各点的切线方向即该点的电场方向,是正电荷受电场力的方向疏密 表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中断 在空间不相交不中断不同点 是闭合曲线静电场中,电场线始于正电荷或无穷远处,止于负电荷或无穷远处,是不闭合的曲线一、安培力的方向1.安培力:磁场对 通电导线 的作用力. 2.方向——遵守左手定则二、几种常见的磁场的分布特点及安培定则 1.常见永磁体的磁场(如图)3.安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于__B和I 决定的平面.安培力大小的计算1.当B与I垂直时,F=BIL.2.当B与I在同一直线上时,F=0.电场力安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷相反安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定则判断一、洛伦兹力1.概念:运动电荷在磁场中受到的力.2.洛伦兹力的方向(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.(2)负电荷受力方向与正电荷受力方向相反.3.洛伦兹力的大小一般公式:F=qvB sinθ,其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角.①当θ=90°时,即v的方向与B的方向垂直时,F=qvB,洛伦兹力最大.②当θ=0°,即v的方向与B的方向平行时,F=0,洛伦兹力最小..洛伦兹力的作用效果特点由于洛伦兹力总是垂直于电荷运动方向,因此洛伦兹力总是不做功.它只能改变运动电荷的速度(即动量)的方向,不能改变运动电荷的速度(或动能)的大小电场力洛伦兹力作用对象静止或运动的电荷运动的电荷力的大小F电=qE,与v无关F洛=qvB sinα,与v有关,当B与v平行时,F洛=0力的方向平行于电场方向同时垂直于速度方向和磁场方向对运动电荷的作用效果改变速度大小、方向,对运动电荷做功(除非初、末状态位于同一等势面)只改变运动电荷的速度方向,对运动电荷不做功一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.实验探究(1)不加磁场时,电子束的径迹是一条直线(1)洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小,或者说洛伦兹力对带电粒子不做功.(2)沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做圆周运动.洛伦兹力方向总与速度方向垂直,正好起到了提供向心力的作用.一、速度选择器如图所示,粒子所受的电场力FE=qE,所受的洛伦兹力FB=qvB,则由匀速运动的条件FE=FB可得,v=E/B,即满足比值的粒子都沿直线通过,与粒子的正负无关.除此之外,还应注意以下两点:1.若v>EB或v<EB,粒子都将偏离直线运动.粒子若从右侧射入,则不可能匀速通过电磁场,这说明速度选择器不仅对粒子速度的大小有选择,而且对速度的方向也有选择.2.要想使F E与F B始终相反,应将v、B、E三者中任意两个量的方向同时改变,但不能同时改变三个或者任一个方向,否则将破坏速度选择功能.2.加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得:qU =12m v2.①二、质谱仪1.原理图:如图所示:3.偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:Bqv =mv2r.②4.半径与质量关系:由①②两式可以求出粒子的半径r、质量m、比荷qm等.其中由r=1B2mU质量变化.1.构造图:如图所示.回旋加速器的核心部件是两个 D 型盒 .2.周期:高频交流电的周期与带电粒子在D 形盒中的运动周期 相同.粒子每经过一次加速,其轨道半径就大一些,粒子绕圆周运动的周期 不变 . 3.最大动能:由qvB =mv 2r 和E K =12mv 2得E K =q 2B 2r 22m ,当r =R 时,有最大动能E km =q 2B 2R 22m (R 为D 形盒的半径),即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q 、m 、B 、R 有关,与加速电压无关.(1)磁场的作用带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,周期T =2πmqB ,由此看出其周期与速率、半径均无关,带电粒子每次进入金属盒都运动相等的时间(半个周期)后平行电场方向进入电场,(2)电场的作用回旋加速器两个半圆形金属盒之间的缝隙区域存在周期性变化的并且垂直于两金属盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速. (3)交变电压的周期为保证带电粒子每次经过缝隙时都被加速,使之能量不断提高,需在缝隙两侧加上跟带电粒子在半圆形金属盒中运动周期相同的交变电压. 三、磁流体发电机如图是磁流体发电机,其原理是:等离子体喷入磁场B ,正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A 、B 板上,产生电势差.设板间距离为l ,当等离子体以速度v 匀速通过A 、B 板间时,A 、B 板上聚集的电荷最多,板间电势差最大,即为电源电动势.此时离子受力平衡:E 场q =Bqv ,即E 场=Bv ,故电源电动势E =E 场l =Blv .三、电磁流量计如图所示,一圆形导管直径为d ,用非磁性材料制成,其中可以导电的液体向左流动,导电流体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转,a 、b 间出现电势差,当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时,a 、b 间的电势差就保持稳定,由Bqv =U d q ,可得v =U Bd ,流量Q =Sv =πd 24·U Bd =πdU4B.、霍尔效应如图所示,厚度为h ,宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中.当电流按如图方向通过导体板时,在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U 、电流I 和B 的关系为U =k IBd,式中的比例系数k 称为霍尔系数.一、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析1.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期 (1)带电粒子做匀速圆周运动的受力特征: F 洛=F 向,即qvB =m v 2r ,所以轨迹半径r =mvqB .(2)运动的周期:T =2πr v =2πmqB2.带电粒子在匀强磁场中做圆周(或部分圆周)运动的圆心、半径及时间的确定 (1)圆心的确定.带电粒子进入有界磁场后,其轨迹是一段圆弧,确定圆弧的圆心是解决问题的关键.在解决实际问题中,确定圆心的位置通常有如下两种方法:①已知带电粒子的入射方向和出射方向时,通过入射点和出射点作入射方向和出射方向的垂线,两条垂线的交点即粒子轨迹的圆心,如左下图所示.②已知入射方向和出射点的位置,可以通过入射点作入射方向的垂线,再做入射点和出射点连线的中垂线,两条垂线的交点就是粒子运动轨迹的圆心.如右上图所示. (2)运动半径的确定.做入射点、出射点对应的半径(或圆周上的其他点),并作适当的辅助线建立直角三角形,利用直角三角形的边角关系结合r =mvqB 求解.(3)运动时间的确定.粒子在磁场中运动一周的时间为周期T =2πm /qB ,当粒子在有界磁场中运动的圆弧对的圆心角为α时,粒子在有界磁场中运动时间为t=α360°T或t=α2π公式t=α360°T中的α以“度”为单位,公式t=α2πT中的α以“弧度”为单位,两式中的T为粒子在无界磁场中运动的周期.由以上两式可知,带电粒子在有界磁场中运动的时间随转过的圆心角的增大而增大,与轨迹的长度无关.如图所示,带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向间的夹角φ叫做粒子的偏向角.偏向角φ等于入射点与出射点间的圆弧所对应的圆心角α,即φ=α,如图所示.同时,入射点与出射点间的圆弧对应的圆心角α等于入射点与出射点间的弦与入射速度方向间夹角θ的2倍,即2θ=α.3.有界磁场的径迹问题.(1)磁场边界的类型如图所示.(2)与磁场边界的关系.①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.②当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆周角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.③当速率v变化时,圆周角越大的,运动的时间越长.(3)有界磁场中运动的对称性.①从某一直线边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;②在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.垂直电场线进入匀强电场(不计重力)垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)受力情况恒力F=Eq;大小、方向不变洛伦兹力F=Bqv;大小不变,方向随v的改变而改变运动类型类平抛运动匀速圆周运动或其一部分运动轨迹抛物线圆或圆的一部分垂直电场线进入匀强电场(不计重力)垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)轨迹图象求解方法处理横向偏移y 和偏转角φ要通过类平抛运动的规律求解 横向偏移y 和偏转角φ要结合圆的几何关系通过圆周运动的讨论求解 决电磁场问题把握三点:(1)明确电磁场偏转知识及磁场中做圆周运动的对称性知识; (2)画轨迹示意图,明确运动性质; (3)注意两个场中运动的联系.例一、在平面直角坐标xOy 中,第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v 0垂直于y 轴射入电场,经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求(1)M 、N 两点间的电势差UMN ;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r ; (3)粒子从M 点运动到P 点的总时间t .如图1所示,套在很长的绝缘直棒上带电的小球,其质量为m 、带电荷量为Q ,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放在匀强电场和匀强磁场中,电场强度是E ,磁感应强度是B ,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度.【答案】(1)3m v 22q(2)2m v 0qB(3)(33+2π)m3qB答案:a max =g v max =mg +μQEμQB。

磁场的主要物理量教案

磁场的主要物理量教案

磁场的主要物理量教案一、教学目标1. 让学生了解磁场的概念,理解磁场强度、磁感应强度、磁通量等磁场的主要物理量。

2. 通过对磁场主要物理量的学习,培养学生的空间想象力,提高学生的科学思维能力。

3. 学会运用磁场的主要物理量分析和解决实际问题,培养学生的实践能力。

二、教学内容1. 磁场的概念及其描述2. 磁场强度、磁感应强度3. 磁通量4. 安培环路定律5. 磁场的主要物理量的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:磁场的主要物理量的定义、性质及其应用。

2. 教学难点:磁场强度、磁感应强度的矢量性质,磁通量的计算,安培环路定律的应用。

四、教学方法与手段1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究磁场的主要物理量。

2. 利用多媒体课件、示教板等教学手段,辅助讲解磁场的主要物理量。

3. 结合实例分析,让学生直观地理解磁场的主要物理量在实际问题中的应用。

五、教学过程1. 引入:通过复习磁体的性质,引导学生思考磁场的概念。

2. 讲解磁场的概念及其描述,阐述磁场的主要物理量。

3. 讲解磁场强度、磁感应强度的定义、性质,并通过示例让学生理解其矢量性质。

4. 讲解磁通量的定义,引导学生掌握计算磁通量的方法。

5. 引入安培环路定律,讲解其含义及应用。

6. 结合实例,讲解磁场的主要物理量在实际问题中的应用。

7. 课堂练习:让学生运用磁场的主要物理量解决实际问题。

六、教学评估1. 课堂问答:通过提问,了解学生对磁场主要物理量的理解程度。

2. 课堂练习:检查学生运用磁场主要物理量解决实际问题的能力。

3. 课后作业:评估学生对磁场主要物理量的掌握情况。

七、教学拓展1. 磁场分布:引导学生学习磁场强度、磁感应强度的分布规律。

2. 磁场的计算:介绍数值计算方法在磁场分析中的应用。

八、教学反思1. 反思教学过程:检查教学方法、教学内容、教学手段是否适应学生的需求。

2. 调整教学策略:针对学生的实际情况,优化教学方案。

九、教学资源1. 教案、课件、示教板:用于课堂教学。

2022届高考物理一轮复习 专题八 带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题学案 新人教版

2022届高考物理一轮复习 专题八 带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题学案 新人教版

专题八带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题考点一带电粒子在磁场中运动的临界极值问题多维探究解决带电粒子在磁场中的临界极值问题的关键(1)以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口,运用动态思维,寻找临界点,确定临界状态,由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心,建立几何关系.(2)寻找临界点常用的结论:①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.②当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.③当速度v变化时,圆心角越大,运动时间越长.题型1|求运动时间的极值例1 [2020·全国卷Ⅰ,18]一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,ab̂为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径.一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率.不计粒子之间的相互作用.在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为( )A.7πm6qB B.5πm4qBC.4πm3qBD.3πm2qB题型2|求磁感应强度的极值例2 [2020·全国卷Ⅲ,18]真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示.一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场.已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力.为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为( )A.3mv2ae B.mvaeC.3mv4ae D.3mv5ae题型3 |求运动速度的极值例3 如图所示,在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,∠a=60°,∠b=90°,边长ac=L.一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场,在磁场中运动时间最长的粒子中,速度的最大值是( )A.qBL2m B.√3qBL6mC.√3qBL4mD.qBL6m题型4|带电粒子通过磁场时的最大偏角例4 如图所示,半径R=10 cm的圆形区域内有匀强磁场,其边界跟y轴在坐标原点O处相切,磁感强度B=0.33 T,方向垂直纸面向里.在O处有一放射源S,可沿纸面向各方向射出速率均为v=3.2×106m/s的α粒子,已知α粒子的质量m=6.6×10-27 kg,电荷量q=3.2×10-19 C,则该α粒子通过磁场空间的最大偏转角为( ) A.30° B.45°C.60° D.90°题型5|求区域的长度范围例5 如图所示,在荧光屏MN上方分布了水平方向的匀强磁场,磁感应强度的大小B=0.1 T、方向与纸面垂直.距离荧光屏h=16 cm处有一粒子源S,以速度v=1×106=1×108C/kg的带正电粒子,不计粒子的重m/s不断地在纸面内向各个方向发射比荷qm力.则粒子打在荧光屏范围的长度为( )A.12 cm B.16 cmC.20 cm D.24 cm练1 [最小边界]如图所示,一带电质点质量为m,电荷量为q,以平行于x轴的速度v从y轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于x轴的速度v射出,可在适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径.(重力忽略不计)练2 [2020·全国卷Ⅱ,24] 如图,在0≤x≤h,-∞<y<+∞区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B的大小可调,方向不变.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从磁场区域左侧沿x轴进入磁场,不计重力.(1)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场,分析说明磁场的方向,并求在这种情况下磁感应强度的最小值B m;,粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场.求粒子(2)如果磁感应强度大小为B m2在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离.题后反思解决临界极值问题的方法技巧(1)数学方法和物理方法的结合:如利用“矢量图”“边界条件”等求临界值,利用“三角函数”“不等式的性质”“二次方程的判别式”等求极值.(2)一个“解题流程”突破临界问题考点二带电粒子在匀强磁场中的运动的多解问题多维探究题型1|带电性质不确定例6 如图所示,宽度为d 的有界匀强磁场,磁感应强度为B ,MM ′和NN ′是它的两条边界.现有质量为m 、电荷量为q 的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入.要使粒子不能从边界NN ′射出,则粒子入射速率v 的最大值可能是多少?题型2|磁场方向不确定例7 (多选)一质量为m ,电荷量为q 的负电荷在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是( )A. 4qB mB. 3qB mC. 2qB mD. qBm题型3|临界状态不唯一例8 匀强磁场区域由一个半径为R的半圆和一个长为2R、宽为R的矩形组成,磁场2的方向如图所示.一束质量为m、电荷量为+q的粒子(粒子间的相互作用和重力均不计)以速度v从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁场中.(1)当磁感应强度为多大时,粒子恰好从A点射出?(2)对应于粒子可能射出的各段磁场边界,磁感应强度应满足什么条件?题型4|带电粒子的周期性运动形成多解解决带电粒子在磁场中的周期性运动与多解问题,关键是对运动过程进行准确分析,找出周期性运动的规律,并用数学通式表达多解性.分析运动过程要注意两点:(1)注意磁场大小或方向的变化引起粒子运动轨迹的变化.(2)注意粒子的运动方向改变而使粒子的运动具有周期性和对称性.例9 [2021·广东韶关调研]如图所示,在无限长的竖直边界AC和DE间,上、下方分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场,上方磁场区域的磁感应强度大小为B0,OF为上、下方磁场的水平分界线.质量为m、所带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O 点相距为a 的P 点垂直于AC 边界射入上方磁场区域,经OF 上的Q 点第一次进入下方磁场区域,Q 点与O 点的距离为3a .不考虑粒子重力.(1)求粒子射入时的速度大小;(2)若下方区域的磁感应强度B =3B 0,粒子最终垂直于DE 边界飞出,求边界DE 与AC 间距离的可能值.练3 (多选)如图所示,两方向相反、磁感应强度大小均为B 的匀强磁场被边长为L 的等边三角形ABC 理想分开,三角形内磁场垂直纸面向里,三角形顶点A 处有一质子源,能沿∠BAC 的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计),所有质子均能通过C点,质子比荷q m =k ,则质子的速度可能为( )A.2BkLB. BkL 2C. 3BkL 2D. BkL8练4 如图所示,在平面直角坐标系xOy 的第一象限y ≤a 范围内,存在垂直纸面向里磁感应强度为B 的匀强磁场.一质量为m 、电荷量为q 且带负电的粒子从坐标原点O 以速度大小为v 0=2qBa m沿不同方向射入磁场,不计粒子的重力,下列说法正确的是( )A .若粒子初速度沿y 轴正方向,则粒子在磁场中的运动时间为πm 3qBB .若粒子初速度沿y 轴正方向,则粒子在磁场中的运动时间为2πm 3qBC.粒子在磁场中运动的最长时间为πm3qBD.粒子在磁场中运动的最长时间为2πm3qB思维拓展“几何圆”模型在磁场临界极值问题中的应用模型1 “放缩圆”模型的应用如图所示(图中只画出粒子带正电的情景),速度v越大,运动半径也越大.可以发现这些带电粒子射入磁场后,它们运动轨迹的圆心在垂直初速度方向的直线PP′上为定点,圆心位于PP′直线上,将半径放缩作轨迹例1 (多选)如图所示,正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点.若一个带正电的粒子(重力忽略不计)从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°的方向(如图中虚线所示),以各种不同的速率射入正方形内,那么下列说法正确的是( )A.该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场B.若该带电粒子从ab边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是t0t0 C.若该带电粒子从bc边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是32t0 D.若该带电粒子从cd边射出磁场,它在磁场中经历的时间一定是53模型2 “旋转圆”模型的应用粒子源发射速度大小一定、方向不同的带电粒子进入匀强磁场时,它们在磁场中做匀速圆周运动的半径相同,若射入初速度为v0,则轨迹半径为R=mv0.如图所qB示带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点、速度例2 如图所示,匀强磁场垂直于纸面,磁感应强度大小为B,一群比荷为qm大小为v的离子以一定发散角α由原点O出射,y轴正好平分该发散角,离子束偏转为( )后打在x轴上长度为L的区域MN内,则cosα2A .1-BqL 4mvB .12-BqL 4mvC .1-BqL 2mvD .1-BqLmv专题八 带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题考点突破例1 解析:如图所示,设某一粒子从磁场圆弧ab̂上的e 点射出磁场,粒子在磁场中转过的圆心角为π+θ=π+2α,由于所有粒子在磁场中运动周期相同,粒子在磁场中做匀速圆周运动时,运动轨迹对应的圆心角越大,则运动时间越长.由几何关系可知,α最大时,ce 恰好与圆弧ab ̂相切,此时sin α=eO cO =12,可得α=π6,θ=2α=π3,设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T ,粒子在磁场中运动的最长时间t =T 2+T 6,又T =2πm qB ,解得t =4πm 3qB,故选C.答案:C例2 解析:为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,且磁感应强度最小,由qvB =mv 2r可知,电子在匀强磁场中的轨迹半径r =mv eB,当r 最大时,B 最小,故临界情况为电子轨迹与有界磁场外边界相切,如图所示,由几何关系知a 2+r 2=(3a-r )2,解得r =43a ,联立可得最小的磁感应强度B =3mv4ae,选项C 正确.答案:C例3 解析:由分析知,粒子沿着ab 边入射且运动轨迹与bc 边相切时满足题意,粒子运动轨迹如图所示.由几何关系知,粒子运动轨迹半径r =ab =12L ,则粒子速度的最大值v =2πr T =qBL 2m,A 正确. 答案:A例4 解析:放射源发射的α粒子的速率一定,则它在匀强磁场中的轨道半径为定值,即r =mv qB =6.6×10−27×3.2×1063.2×10−19×0.33m =0.2 m =20 cmα粒子在圆形磁场区的圆弧长度越大,其偏转角度也越大,而最长圆弧是两端点在圆形磁场区的直径上,又r =2R ,则此圆弧所对的圆心角为60°,也就是α粒子在此圆形磁场区的最大偏转角为60°.轨迹如图所示.选项C 正确.答案:C例5 解析:如图所示,粒子在磁场中做圆周运动的半径为R =mv qB =10 cm ,若粒子打在荧光屏的左侧,当弦长等于直径时,打在荧光屏的最左侧,由几何关系有x 1=√(2R )2−h 2=12 cm ;粒子的运动轨迹与荧光屏右侧相切时,打在荧光屏的最右侧,由几何关系有x 2=√R 2−(h −R )2=8 cm.根据数学知识可知打在荧光屏上的范围长度为x =x 1+x 2=12 cm +8 cm =20 cm ,选项C 正确.答案:C 练1解析:由于已知初速度与末速度的方向,可得偏向角φ=π2.设粒子由M 点进入磁场,由于φ=2β,可沿粒子偏转方向β=π4来补弦MN ,如图所示.由“切线、弦”可得圆心O 1,从而画轨迹弧MN .显然M 、N 为磁场边界上两点,而磁场又仅分布在一圆形区域内.欲使磁场面积最小,则弦MN 应为磁场边界所在圆的直径(图中虚线图),即得2r =MN .由几何知识,在Rt△MO 1O 2中可知R =√2r ,又因为R =mv qB,所以,这圆形磁场区域的最小半径 =√22R =√2mv 2qB . 答案:√2mv 2qB练2 解析:(1)由题意,粒子刚进入磁场时应受到方向向上的洛伦兹力,因此磁场方向垂直于纸面向里.设粒子进入磁场中做圆周运动的半径为R ,根据洛伦兹力公式和圆周运动规律,有qv 0B =m v 02 R ①由此可得R =mv 0qB② 粒子穿过y 轴正半轴离开磁场,其在磁场中做圆周运动的圆心在y 轴正半轴上,半径应满足R ≤h ③由题意,当磁感应强度大小为B m 时,粒子的运动半径最大,由此得B m =mv 0qh④(2)若磁感应强度大小为B m 2,粒子做圆周运动的圆心仍在y 轴正半轴上,由②④式可得,此时圆弧半径为R ′=2h ⑤粒子会穿过图中P 点离开磁场,运动轨迹如图所示.设粒子在P 点的运动方向与x 轴正方向的夹角为α,由几何关系sin α=h 2h =12⑥则α=π6⑦由几何关系可得,P 点与x 轴的距离为y =2h (1-cos α)⑧联立⑦⑧式得y =(2-√3)h ⑨答案:见解析 例6解析:题目中只给出粒子“电荷量为q ”,未说明是带哪种电荷,所以分情况讨论.若带电粒子带正电荷,则轨迹是图中与NN ′相切的14圆弧,轨迹半径R =mv Bq又d =R -R ·sin 45°解得v =(2+√2)Bqd m若带电粒子带负电荷,则轨迹是图中与NN ′相切的34圆弧,轨迹半径R ′=mv ′Bq 又d =R ′+R ′sin 45°解得v ′=(2−√2)Bqd m答案:(2+√2)Bqd m (q 为正电荷) 或(2-√2)Bqd m(q 为负电荷) 例7 解析:依题中条件“磁场方向垂直于它的运动平面”,磁场方向有两种可能,且这两种方向相反.在方向相反的两个匀强磁场中,由左手定则可知负电荷所受的洛伦兹力的方向也是相反的.当负电荷所受的洛伦兹力与电场力方向相同时,根据牛顿第二定律可知4Bqv =m v 2R ,得v =4BqR m .此种情况下,负电荷运动的角速度为ω=v R =4Bq m ;当负电荷所受的洛伦兹力与电场力方向相反时,有2Bqv =m v 2R ,v =2BqR m ,此种情况下,负电荷运动的角速度为ω=v R =2Bq m.故AC 正确.答案:AC例8 解析:(1)由左手定则判定,粒子向左偏转,只能从PA 、AC 和CD 三段边界射出,如图所示.当粒子从A 点射出时,运动半径r 1=R 2.由qvB 1=mv 2r 1 得B 1=2mv qR. (2)当粒子从C 点射出时,由勾股定理得:(R -r 2)2+(R 2)2=r 22,解得r 2=58R 由qvB 2=mv 2r 2,得B 2=8mv 5qR据粒子在磁场中运动半径随磁场减弱而增大,可以判断:当B >2mv qR 时,粒子从PA 段射出;当8mv 5qR <B <2mv qR时,粒子从AC 段射出; 当B <8mv 5qR 时,粒子从CD 段射出.答案:(1)2mv qR(2)见解析例9 解析:(1)粒子在OF 上方的运动轨迹如图甲所示, 设粒子做圆周运动的半径为R ,由几何关系得R 2-(R -a )2=(3a )2,解得R =5a由牛顿第二定律得qvB 0=m v 2R解得v =5aqB 0m.(2)当B =3B 0时,粒子的运动轨迹如图乙所示,粒子在OF 下方的运动半径为r =53a .设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为P 1,则P 与P 1的连线一定与OF 平行,根据几何关系知PP 1=4a若粒子最终垂直于DE 边界飞出,则边界DE 与AC 间的距离为L =nPP 1=4na (n =1,2,3,…).答案:(1)5aqB 0m(2)4na (n =1,2,3,…)练3 解析:因质子带正电,且经过C 点,其可能的轨迹如图所示,所有圆弧所对圆心角均为60°,所以质子运行半径r =L n (n =1,2,3…),由洛伦兹力提供向心力得Bqv =m v 2r ,即v =Bqr m =Bk ·L n(n =1,2,3…),选项B 、D 正确. 答案:BD 练4解析:本题考查带电粒子在平行边界磁场中运动的临界问题.粒子运动的速度为v 0=2qBa m ,则粒子运动的轨迹半径为r =mv 0qB =2a ,若粒子初速度沿y 轴正方向,由几何关系知粒子在磁场中运动偏转的角度为30°,则运动时间为t 1=30°360°T =112×2πr v 0=πm 6qB ,选项A 、B 错误;当轨迹与磁场上边界相切时,粒子在磁场中运动的时间最长,由几何关系可知,此时粒子在磁场中偏转的角度为120°,时间为t m =120°360°T =2πm 3qB,故选D. 答案:D 思维拓展 典例1解析:由题意可知带电粒子以垂直于cd 边的速度射入正方形内,经过时间t 0刚好从c 点射出磁场,则知带电粒子的运动周期为T =2t 0.随粒子速度逐渐增大,轨迹由①→②→③→④依次渐变,由图可以知道粒子在四个边射出时,射出范围分别为OG 、FE 、DC 、BA 之间,不可能从四个顶点射出,所以A 项正确;当粒子从O 点沿纸面垂直于cd 边射入正方形内,轨迹恰好为半个圆周,即时间t 0刚好为半周期,从ab 边射出的粒子所用时间小于半周期t 0,从bc 边射出的粒子所用时间小于23T =4t 03,所有从cd 边射出的粒子圆心角都是300°,所用时间为5T 6=5t 03,故B 、C 项错误,A 、D 项正确.答案:AD典例2 解析:根据洛伦兹力提供向心力,有qvB =m v 2R ,得R =mvqB,离子通过M 、N 点的轨迹如图所示,由几何关系知MN =ON -OM ,过M 点两圆圆心与原点连线与x 轴夹角为α2,圆心在x 轴上的圆在O 点时的速度沿y 轴正方向,由几何关系可知L =2R -2R cos α2,解得cos α2=1-BqL 2mv,故选项C 正确.答案:C。

物理复习课件第7课时磁现象电流的磁场(通用版)

物理复习课件第7课时磁现象电流的磁场(通用版)
互排斥,所以电磁铁上端为 S 极,下端为 N 极,根据安培定则可判断,电磁铁
中的电流从上端进下端出。把滑动变阻器的滑片 P 向 B 端滑动,弹簧的长度逐
渐变短。说明排斥力在增大,也就是都差太多磁性在增强,所以电流在增大。 【答案】如图所示
考题赏析
【变形二】如图所示为条形磁铁和电磁铁,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是
【点拔】磁场是真实存在的,磁感线是为描述磁场空间分布而引入的假想曲线 ,实际上是不存在的;磁体间的相互作用是通过磁场来实现的;磁体周围的磁 感线是从磁体的北极出来,回到南极;地磁的北极在地理南极附近,地磁的南 极在地理北极附近。 【答案】B
考题赏析
【变形一】小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识,她归纳整理如下,其中正确的有( A )
考题赏析 【例3】如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有达到金属块A时,灯____L_1__亮; 水位达到金属块A时,由于一般的水是_导___体___,灯___L_2___亮。
【点拔】由于水在一般情况下是导体,当水位达到A时,电磁铁中有电流,电 磁铁会吸引衔铁向下, L2被接通;当水位没有达到A时,电磁铁中没有电流, 电磁铁不会吸引衔铁,在弹簧的作用下, L1被接通。
便于人工控制
电磁继电器
电磁继电器的主要构造
高压工作电路
低压 电源
低压控制电路
通过低压控制电路来操控高压 电源,降低操作危险性
动触点
当低压控制电路的开关S闭合时,电磁铁通电,弹簧把__衔___铁__吸下来,
使
动触点B
和下面静触点C接触,____高__压__工__作____电路闭合,电
动机M便转动起来。
磁现象 电流的磁场(复习课)
磁现象

新教材2023年高考物理总复习 考案19 周测卷十五 磁场 带电粒子在磁场中的运动课件

新教材2023年高考物理总复习 考案19 周测卷十五 磁场 带电粒子在磁场中的运动课件
A.滑块在a、b两点受到的磁场力方向相同 B.滑块在a、b两点受到的磁场力方向相反 C.若水平面光滑,则滑块从a点出发后一定做曲线运动 D.若水平面粗糙,则滑块从b点出发后一定做减速运动
[解析]根据安培定则,知两导线连线上的垂直平分线上,左、右两 边的磁场方向相反,而两滑块的速度方向也相反,根据左手定则可得, 滑块在a、b两点受到的磁场力方向相同,均向里,A正确,B错误;水平 面光滑,滑块带正电荷,洛伦兹力垂直平面向里,平面对滑块的支持力 与洛伦兹力和重力的合力平衡,一定做直线运动,C错误;若水平面粗 糙,则滑块从b点出发后。由于摩擦力做负功,洛伦兹力不做功,一定 做减速运动,D正确。故选AD。
7.(2023·广东深圳市光明区模拟预测)空间存在垂直纸面的匀强磁 场(未画出),磁感应强度为B0,将一通有顺时针方向恒定电流的圆形导 体环a放置于纸面内(如图甲),此时圆心O处的磁感应强度为零。若将磁 场中的导体环a替换为半径相同的半圆形导体弧b,通以逆时针方向、同 样大小的恒定电流(如图乙),则以下说法正确的是( D )
3.(2022·广东高三学业考试)通电闭合直角三角形线框ABC处在水 平方向的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面向里,线框的边BC水 平,线框中电流方向如图所示,那么该线框受到的安培力的合力( D )
A.方向水平向左 C.方向垂直于AB斜向上
B.方向竖直向下 D.为零
[解析]由F=BIL可知,三角形各边安培力的大小与各边长度成正 比,另外根据左手定则和力的平行四边形法则可知,任意两条边受到的 安培力的合力与第三条边受到的安培力等大反向,故线框受到的总的安 培力为零,A、B、C错误,D正确。故选D。
A.a点磁场方向垂直纸面向里 B.b点的磁感应强度为零 C.cd导线受到的安培力方向向左 D.导线cd受到的安培力大于导线ef受到的安培力

《电与磁》单元复习课 教学设计

《电与磁》单元复习课 教学设计

第二十章《电与磁》单元复习课【复习目标】1.认识磁体及磁极间的相互作用,了解磁体的性质。

2.了解磁体周围存在磁场,知道磁场具有方向性,会用磁感线描述磁场。

3.认识通电螺线管的磁场,会用安培定则判断通电螺线管外部磁场的方向。

4.了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道其所受力的方向与电流方向及磁场的方向都有关系。

5.知道直流电动机的工作原理,知道电能可以转化为机械能。

6.认识电磁感应现象,了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。

7.知道交流发电机的工作原理,知道机械能可以转化为电能。

【复习重点和难点】重点:①磁场;②通电螺线管的磁场;③通电导线在磁场中会受到力的作用,受力的方向与哪些因素有关;④直流电动机的工作原理和能量转化;⑤电磁感应现象;⑥交流发电机的工作原理和能量转化。

难点:①对磁场的认识;②通电螺线管的磁场与电流方向的关系;③区分直流电动机和交流发电机的工作原理和能量转化。

【学具准备】磁体、小磁针、电源、开关、导线、螺线管、电流表、多媒体课件等。

【前置准备】利用多媒体展示本章知识网络图(思维感悟成体系)。

【复习过程】一、创设情境、引入复习拿出一些器材:磁体、小磁针、电源、开关、导线、大铁钉、大头针、电流表、滑动变阻器等。

提出问题:利用这些器材我们可以完成哪些实验?”引导学生思考、设计、回答,根据学生的设计展示下面四张图片,依此为线索帮助学生回忆,从而引出复习的内容:《电与磁》(板书课题)设计意图:通过学生设计实验,引发学生的思考,在实验设计中,回顾电与磁这一单元的几个重要实验,后面的几个专题复习就是围绕这些实验而展开的,激发学生的复习兴趣和热情。

二、专题复习【专题一】——磁现象和磁场【知识点聚焦】1.磁性:物体具有吸引等物质的性质。

2.磁极:磁体上磁性最___的部位。

任何磁体都具有____个极, N极和S极。

(包括分割后的小磁体)。

一个磁体在水平面内自由转动,静止时总是指向南北,指南的那个磁极叫___极(S极),指北的那个磁极叫极(N极)。

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地球磁场 线周围磁场 第三章 磁场复习案
一、基本概念 1.磁场的产生
磁体 、 电流 、 变化的电场 周围有磁场。

产生的。

(但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的,因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。


2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的 磁极 和 电流 有磁场力的作用用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。

这一点应该跟电场的基本性质相比较。

3.磁场方向:七种表述是等效的①磁场的方向②小磁针静止时N 极指向③N 极的受力方向 ④磁感线某点的切线方向⑤磁感应强度的方向⑥小磁针静止时S 极指向⑦S 极的受力方向
4.磁感线
⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场 强弱 和 方向 的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。

磁感线的 疏密 表示磁场的强弱。

⑵磁感线是 封闭 曲线(和静电场的电场线不同)。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线: (4)假想的
⑷安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

磁感应强度:IL F
B
(条件是匀强磁场中,或ΔL 很小,并且L ⊥B )。

磁感应强度是矢量。

单位是 特斯拉 ,符号为T 。

由磁场本身决定,和放不放入电流无关。

6.磁通量
如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S ,则定义B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示。

Φ是标量,但有正负,原因是S 有方向(进该面或出该面)。

单位为韦伯,符号为W b 。

1W b =1T ✍m 2
=1V ✍s=1kg ✍m 2
/(A ✍s 2
)。

可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。

在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下,B =Φ/S ,所以磁感应强度又叫磁通密度。

在匀强磁场中,当B 与S 的夹角为α时,有Φ=BS sin α。

当斜面和垂直面之间的二面角为时ɑ,则Φ=BS cos ɑ 二、安培力 (磁场对电流的作用力) 1、安培力方向的判定
⑴用左手定则。

例5.解:画出金属杆的截面图。

由三角形定则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小,B 也最小。

根据左手定则,这时B 应垂直于导轨平面向上,大小满足:BI 1L =mg sin α, B =mg sin α/I 1L 。

当B 的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,沿导轨方向合力为零,得BI 2L cos α=mg sin α,I 2=I 1/cos
α。

(在解这类题时必须画出截面图,只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向,从而弄清各矢量方向间的关系)。

三.洛伦兹力 1、洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力,它
是安培力的 微观解释 。

公式F= qvB 。

条件是v 与B 垂直。

计算公式的推导:如图所示,整个导线受到的磁场力(安培力)为F 安
=BIL ;其中I=nesv ;设导线中共有N 个自由电子N=nsL ;每个电子受的磁场力为F ,则F 安=NF 。

由以上四式可得F=qvB 。

条件是v 与B 垂直。

当v 与B 成θ角时,F=qvB sin
θ。

2、洛伦兹力方向的判定:在用左手定则时,四指必须指电流方向(不是速度方向),即 正电荷 定向移动的方向;对负电荷,四指应指负电荷定向移动方向的反方向。

例6. 磁流体发电机原理图如右。

等离子体高速从左向右喷射,两极板间有如图方向的匀强磁场。

该发电机哪个极板为正极?两板间最大电压为多少?
解:由左手定则,正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。

所以上极板为正。

正、负极板间会产生电场。

当刚进入的正
负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时,达到最大电压:U=Bdv 。

当外电路断开时,这也就是电动势E 。

当外电路接通时,极板上的电荷量减小,板间场强减小,洛伦兹力将大于电场力,进入的正负离子又将发生偏转。

这时电动势仍是E=Bdv ,但路端电压将小于Bdv 。

在定性分析时特别需要注意的是:
⑴正负离子速度方向相同时,在同一磁场中受洛伦兹力方向相反。

⑵外电路接通时,电路中有电流,洛伦兹力大于电场力,两板间电压将小于Bdv ,但电动势不变(和所有电源一样,电动势是电源本身的性质。


⑶注意在带电粒子偏转聚集在极板上以后新产生的电场的分析。

在外电路断开时最终将达到平衡态。

3、洛伦兹力大小的计算
带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力,由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式:R = mv/qB T = 2 m/qB
O
qvB=Eq ,B
E v =。

在本图中,速度方向必须向右。

⑴这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。

⑵若速度小于这一速度,电场力将大于洛伦兹力,带电粒子向电场力方向偏转,电场力做正功,动能将增大,洛伦兹力也将增大,粒子的轨迹既不是抛物线,也不是圆,而是一条复杂曲线;若大于这一速度,将向洛伦兹力方向偏转,电场力将做负功,动能将减小,洛伦兹力也将减小,轨迹是一条复杂曲线。

例9.某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O 以速度v 0向右射去,从右端中心a 下方的b 点以速度v 1射出;若增大磁感应强度B ,该粒子将打到a 点上方的c 点,且有ac =ab ,则该粒子带 电;第二次射出时的速度为 。

解:B 增大后向上偏,说明洛伦兹力向上,所以为带正电。

由于洛伦兹力总不做功,所以两次都是只有
电场力做功,第一次为正功,第二次为负功,但功的绝对值相同。

2.带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动
带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。

必然是电场力和重力平衡,而洛伦兹力充当向心力。

例10. 一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。

则该带电微粒必然带_____,旋转方向为_____。

若已知圆半径为r ,电场强度为E 磁感应强度为B ,则线速度为_____。

3.回旋加速器与质谱仪。

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