高中物理磁场课件.ppt

[保温训练·试一试]
1．[多选](2017·洛阳期末)我国未来的航母
将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射系统
包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器
等。其工作原理如图所示，利用与飞机前轮连
接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生
的磁场中受安培力作用下匀加速获得动能。设飞机质量为 m＝1.8×104
解析：边界上有粒子射出的范围是以偏转圆直径为弦所对应
的边界圆弧长，即偏转圆半径 r＝ 22R＝mBqv，得 v＝ 22BmqR， 所以 B 项正确，A 项错误；磁感应强度增加到原来的 2倍， 直径对应的弦长为 R，有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角 为 60°，所以弧长之比为 2∶3，D 项正确，C 项错误。 答案：BD
带电粒子在 7 匀强磁场中
的运动(Ⅱ)
了带电粒子在磁场中 的运动计算题，因此 带电粒子在磁场中的
匀强磁场中的
质谱仪和回 运动是2018年高考预
4 安培力(Ⅱ)
8 旋加速器(Ⅰ) 测方向之一。
[主干 (1)磁场的最基本特性是对放入其中的电流有磁场力的作用。电 流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力等 于零。在磁场中垂直于磁场方向放置一小段通电直导线，受到的磁 场力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积的比值叫做通电导线所在处的 磁感应强度，B＝IFL；B 的方向就是该位置的磁场方向，即小磁针 N 极的受力方向或静止时 N 极指向的方向。 (2)磁感线：在磁场中人为地画出的一系列曲线，曲线的切线方 向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密程度定性地表示磁场的强弱。
(1)两板间的距离 d 为多少？ (2)要使所有粒子均不能从边界 PQ 射出磁场，PQ、MN 间 的距离至少多大？ (3)若将下板下移( 3－1)d，则所有粒子进入磁场后，要使 所有粒子均不能从边界 PQ 射出磁场，PQ、MN 间的距离 又至少为多大？
解析：(1)由于vL0远小于 T，因此每个粒子穿过电场时可以认 为电场强度大小不变，当两板间的电压为 U0 时，粒子穿过 两板间的侧移最大，设板间距离为 d，则 t＝vL0 12d＝12·qmUd0·t2 求得 d＝ 33L。 (2)设粒子进入磁场时速度与水平方向的夹角为 θ，则粒子在 磁场中运动的速度 v＝covs0θ
3．如图甲所示，竖直虚线 MN、PQ 间有垂直于纸面向里的匀 强磁场，MN 左侧有水平的平行金属板，板的右端紧靠虚线 MN，在两板的电极 E、F 上加上如图乙所示的电压，在板 的左端沿两板的中线不断地射入质量为 m，电荷量为＋q 的 带电粒子，粒子的速度均为 v0，侧移最大的粒子刚好从板的 右侧边缘射入磁场，两板长为 L，若vL0远小于 T，磁场的磁 感应强度为 B，U0＝m3vq02，不计粒子的重力，求：
B．在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力 F＝2.46×105 N
C．在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时，若只增大电流，则起飞的
距离将更小
D．在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时，电磁弹射器对飞机做的功
W＝2.94×107 J
解析：在没有电磁弹射器的情况下，飞机在水平方向上只受 阻力和牵引力，因为初速度为零，根据公式 v2＝2aL 可得过 程中的加速度为 a＝2vL2 ＝760 m/s2，故根据牛顿第二定律可得 F－0.2mg＝ma，解得 F＝2.46×105 N，A 项错误，B 项正确； 当电磁弹射器与飞机发动机同时工作时，若只增大电流，飞 机受到的安培力更大，则起飞距离将变小，由动能定律 W＋ (F－0.2mg)L3＝12mv2－0，解得 W＝2.94×107 J，C、D 项正确。 答案：BCD
2．两种力 (1)安培力 ①磁场对电流的作用力叫安培力，其大小 F＝BILsin θ。 注意：θ 为电流 I 与磁感应强度 B 的夹角。 ②安培力的方向由左手定则判定。 注意：F 垂直于 I、L 决定的平面。 (2)洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力，其大小为 F＝ qvB。条件：v⊥B。当 v∥B 时，F＝0。F 的方向仍由左手定 则判定，但四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方 向的反方向。
kg，起飞速度为 v＝70 m/s，起飞过程所受平均阻力恒为飞机重力的 0.2，
在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始起飞距离为 L＝210 m；在
电磁弹射器与飞机发动机(牵引力不变)同时工作的情况下，起飞距离减
为L3。取 g＝10 m/s2，以下说法正确的是
()
A．在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力 F＝2.1×105 N
[易错易混·醒一醒]
1．霍尔元件问题中电势高低问题判断，先判断电流的受 力方向，再根据载流子带电性质处理，注意电流微观表达式的 应用 I＝nqSv。
2．所有涉及带电粒子的问题易错的几个方面： (1)忘记带电粒子的正负或混淆。 (2)忘记考虑或判断粒子是否受重力作用。 (3)判断洛伦兹力的方向时错将右手当左手。 (4)思维不严密，没考虑到可能存在的周期性运动而带来 的多解问题。 (5)物理量的表示不规范或与试题所给符号不一致，如电 荷的表示中 q 与 e 不分。
2．[多选](2017·安徽“江南十校”联考)如图所示，半径 为 R 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁
感应强度为 B。M 为磁场边界上一点，有无数个带
电荷量为 q、质量为 m 的相同粒子(不计重力)在纸面
内向各个方向以相同的速率通过 M 点进入磁场，这 些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧
高考主题(九) 磁 场
考纲要求
命题解读
磁场、磁感应 1 强度、磁感线
(Ⅰ)
洛伦兹力、 5 洛伦兹力的
方向(Ⅰ)
8个考点中，匀 强磁场中的安培力、 洛伦兹力公式、带电
2
通电直导线和 通电线圈周围 磁场的方向(Ⅰ)
6
洛伦兹力公 式(Ⅱ)
粒子在匀强磁场中的 运动是Ⅱ要求，而且 2017年全国卷Ⅲ考查
安培力、安培 3 力的方向(Ⅰ)
上，这段圆弧的弧长是圆周长的14。下列说法正确的是
()
A．粒子从 M 点进入磁场时的速率为 v＝BmqR
B．粒子从 M 点进入磁场时的速率为 v＝
2BqR 2m
C．若将磁感应强度的大小增加到 2B，则粒子射出边界的圆弧长
度变为原来的
2 2
D．若将磁感应强度的大小增加到 2B，则粒子射出边界的圆弧长
度变为原来的23