高三物理复习考情解读+知识通关+题型突破+能力提升专题10磁场省公开课一等奖新名师获奖课

目录Contents考情精解读考点1考点2A.知识全通关B.题型全突破C.能力大提升考法1考法2考法4考法3方法1方法2方法3方法41/73考情精解读2/73考纲解读命题趋势命题规律考情精解读1物理专题10磁场·磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ·通电直导线和通电线圈周围磁场方向Ⅰ·安培力、安培力方向Ⅰ·匀强磁场中安培力Ⅱ·洛伦兹力、洛伦兹力方向Ⅰ·洛伦兹力公式Ⅱ·带电粒子在匀强磁场中运动Ⅱ·质谱仪和盘旋加速器Ⅰ3/73考纲解读命题规律考情精解读2命题趋势物理专题10磁场考查内容全国全国全国自主命题区域磁场、洛伦兹力、安培力【60%】全国Ⅰ,24,14分全国Ⅰ,24,12分全国Ⅰ,15,6分北京,17,6分海南,8,5分浙江,24,20分上海,25,4分北京,16,6分浙江,20,6分带电粒子在匀强磁场中运动【85%】全国Ⅰ,15,6分全国Ⅱ,18,6分全国Ⅲ,18,6分全国Ⅰ,14,6分全国Ⅱ,19,6分全国Ⅰ,16,6分全国Ⅱ,20,6分海南,14,14分四川,4,6分浙江,25,22分江苏,15,16分浙江,25,22分江苏,14,16分4/73考纲解读命题规律考情精解读3命题趋势物理专题10磁场考查内容全国全国全国自主命题区域带电粒子在复合场中运动【40%】天津,11,18分天津,12,20分5/73考纲解读命题规律考情精解读4返回目录1.热点预测关于本专题内容,洛伦兹力作用下有界磁场中偏转运动以及复合场作用下动力学综合问题是考查热点,题型以计算题为主,分值是18分左右.2.趋势分析预计命题仍会以带电粒子在有界磁场中运动临界问题以及在复合场中运动受力分析问题为主.命题趋势物理专题10磁场6/73知识全通关7/73知识全通关1考点一 磁场性质安培力继续学习物理专题10磁场一、磁场1.磁场基本性质:磁场对放入其中磁体、电流或运动电荷有力作用.2.磁场方向:在磁场中任意一点,放在该点小磁针N极受力方向或者小磁针静止时北极指向被要求为该点磁场方向.二、磁感线1.磁感线:在磁场中画出一系列有方向曲线,使这些曲线上各点切线方向跟该点磁场方向一致.2.磁感线特点(1)过磁感线上某点切线方向就是该点磁场方向.(2)磁感线疏密定性地表示磁场强弱.同一图像中,磁感线较密地方磁场较强,磁感线较疏地方磁场较弱.(3)磁感线是闭合曲线.在磁体外部,由N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极.(4)同一磁场磁感线不中止、不相交、不相切.8/73知识全通关2物理专题10磁场

磁感线与电场线比较磁感线电场线相似点意义为形象地描述磁场方向和相对强弱而假想线为形象地描述电场方向和相对强弱而假想线方向磁感线上各点切线方向即为该点磁场方向,是磁针N极受力方向电场线上各点切线方向即为该点电场方向,是正电荷所受电场力方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中止除电荷处外,在空间不相交、不中止不一样点是闭合曲线起始于正电荷(或无穷远处),终止于无穷远处(或负电荷),不是闭合曲线9/73知识全通关3物理专题10磁场继续学习三、地磁场1.地磁场:地球是一个巨大磁体,其周围存在着磁场叫作地磁场.指南针正是利用地磁场而工作.2.磁偏角:地磁两极与地球地理两极并不重合,如图所表示,所以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.3.地磁场特点(1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱.(2)地磁场N极在地理南极附近,S极在地理北极附近.(3)磁偏角数值在地球上不一样地方是不一样,因为地球磁极迟缓移动,磁偏角10/73知识全通关4物理专题10磁场继续学习对地磁场了解三大误区:1.将地理南北极与地磁场南北极混同,误将地理南极(或北极)看成地磁场南极(或北极);2.误认为地理两极与地磁场两极重合,实际上,二者并不重合,地磁场两极在地理两极附近;3.误认为地球上各点磁场方向都是和地面平行,实际上除赤道外,南北半球磁场都有竖直分量.四、电流磁场安培定则11/73知识全通关5物理专题10磁场继续学习1.直线电流周围磁感线:电流方向与磁感线方向符合安培定则(右手螺旋定则).用右手握住直导线,让伸直拇指所指方向与电流方向一致,则弯曲四指所指方向就是磁感线围绕方向.如图所表示.2.环形电流周围磁感线:把右手握成环形且拇指伸直,让弯曲四指所指方向与电流围绕方向一致,则伸直拇指所指方向就是环形导线轴线上磁感线方向.如图所表示.12/73知识全通关6物理专题10磁场继续学习3.通电螺线管周围磁感线:电流方向与磁感线方向符合安培定则(右手螺旋定则).把右手握成环形且拇指伸直,让弯曲四指所指方向与电流围绕方向一致,则伸直拇指所指方向就是螺线管内部磁感线方向.如图所表示.13/73知识全通关7物理专题10磁场继续学习五、磁感应强度1.定义式:B=F/(IL)磁感应强度B是由比值法定义,它由磁场本身决定,能够由上式计算,但B与F、I、L无关。2.方向:磁感应强度B方向与磁场方向一致,与磁场力方向垂直,即经过某点磁感线切线方向为该点磁感应强度方向.3.单位:特斯拉,符号T,1T=1N/(A·m)=1kg/(A·s2).4.矢量性:磁感应强度是矢量,现有大小,又有方向.假如空间有两条以上通电导线,在空间任一点磁感应强度等于每一条导线在该点产生磁场磁感应强度矢量和.5.匀强磁场:磁感应强度大小、方向处处相同磁场.在匀强磁场中,磁感线相互平行且等距.14/73知识全通关8物理专题10磁场磁感应强度B与电场强度E比较

磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场力性质物理量描述电场力性质物理量定义式B=,通电导线与B垂直E=F/q大小决定原因由磁场本身决定,与试探电流无关由电场本身决定,与试探电荷无关与力关系试探电流所受磁场力F=0时,B不一定为0试探电荷所受电场力F=0时,E一定为0标矢性矢量,其方向沿磁感线切线方向,是小磁针N极受力方向矢量,其方向沿电场线切线方向,是放入该点正电荷受力方向场叠加合磁感应强度等于各磁感应强度矢量和合场强等于各个电场强度矢量和单位1T=1N/(A·m)1V/m=1N/C磁感应强度B与电场强度E比较15/73知识全通关9物理专题10磁场正确了解磁感应强度(1)磁感应强度是反应磁场性质物理量,是由磁场本身决定,与是否引入电流元、引入电流元是否受力及受力大小无关.(2)因为通电导线取不一样方向时,其受力大小不尽相同,在定义磁感应强度时,式中F是直导线垂直磁场时受到力.6.直线电流产生磁场磁感应强度特点直线电流产生磁场磁感应强度B=k,式中k为常数,I为导线中电流大小,r为空间某点到导线距离.由此式可知:(1)对于给定点,导线中电流越大,该点磁感应强度越大;(2)导线中电流大小一定时,离导线越近,磁感应强度越大.此式即使不作要求,但能够借助此式求解磁感应强度叠加问题.继续学习16/73知识全通关10物理专题10磁场继续学习六、安培力1.安培力方向——左手定则伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,而且都与手掌在同一个平面内;让磁感线垂直掌心进入,并使四指指向电流方向,这时拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向.2.安培力大小(1)当电流(I)方向与磁感应强度(B)方向垂直时,导线所受安培力(F)最大,即F=BIL.(2)当电流(I)方向与磁感应强度(B)方向平行时,导线所受安培力(F)为零.(3)当电流(I)方向与磁感应强度(B)方向成θ角时,安培力F=BILsinθ.17/73知识全通关11物理专题10磁场继续学习对安培力公式F=BILsinθ了解1.B对放入其中通电导线来说,是外磁场磁感应强度,θ是B和I方向夹角.2.导线L所处磁场应为匀强磁场;在非匀强磁场中,应将导线分成若干段(电流元),使每段导线所在处近似为匀强磁场,求出各段导线所受安培力,然后再求协力.3.公式中L为导线在垂直磁场方向有效长度.弯曲通电导线有效长度L等于18/73知识全通关12考点二 洛伦兹力带电粒子在磁场中运动物理专题10磁场一、洛伦兹力方向及大小1.洛伦兹力:磁场对运动电荷作用力叫作洛伦兹力.2.洛伦兹力推导如图所表示,直导线长为L,电流为I,导体中运动电荷数为n,横截面积为S,电荷电荷量为q,运动速度为v,则安培力F=BIL=nF洛,所以洛伦兹力F洛=F/n=BIL/n.因为I=NqSv(N为单位体积内电荷数),所以F洛=NqSv·LB/n=NSL·qvb/n,式中n=NSL,故F洛=qvB.继续学习19/73知识全通关133.洛伦兹力方向(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,而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方向,这时拇指所指方向就是运动正电荷在磁场中所受洛伦兹力方向.负电荷受力方向与正电荷受力方向相反.(2)方向特点:F、v、B满足左手定则,F垂直于v、B所决定平面.因为洛伦兹力一直与速度方向垂直,故洛伦兹力永不做功.4.洛伦兹力大小:F=qvBsinθ其中θ为电荷运动方向与磁场方向之间夹角.(1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时,F=qvB.(2)当电荷运动方向与磁场方向平行时,F=0.(3)当电荷在磁场中静止时,F=0.物理专题10磁场继续学习20/73知识全通关14物理专题10磁场洛伦兹力与电场力比较比较项目洛伦兹力F电场力F大小F=qvB(v⊥B)F=qE与速度关系v=0或v∥B时,F=0与速度有没有、方向均无关力方向与场方向关系一定是F⊥B,F⊥v正电荷所受电场力方向与电场方向相同,负电荷所受电场力方向与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功,也可能不做功力F为零时场情况F为零时,B不一定为零F为零时,E一定为零作用效果只改变电荷运动速度方向,不改变速度大小既能够改变电荷运动速度大小,也能够改变电荷运动速度方向21/73知识全通关15【通关秘籍】1.解答带电粒子在磁场中运动问题关键是正确作出带电粒子在磁场中运动轨迹图.2.求解带电粒子做圆周运动半径及圆心角,主要是灵活应用几何知识.物理专题10磁场继续学习22/73题型全突破23/73考法1 安培力作用下物体平衡和加速继续学习物理专题10磁场题型全突破1考法指导一、对安培力了解1.应用公式F=BIL时应注意问题因为F=BIL是由B=导出,所以在应用时应注意:(1)B与L垂直;(2)L是有效长度;(3)B并非一定为匀强磁场,但它应该是L所在处磁感应强度.2.F、B、I三者方向间关系(1)安培力F方向既与电流I方向垂直,也与磁场方向垂直,即安培力方向垂直于电流方向与磁场方向所决定平面,但电流方向与磁场方向不一定垂直.(2)已知电流I方向和磁场方向能够确定安培力F方向,但假如只知道安培力F方向和磁场方向(或电流方向),无法判断电流方向(或磁场方向).24/73物理专题10磁场继续学习题型全突破23)当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力方向仍垂直于电流方向与磁场方向所决定平面,所以仍能够用左手定则来判断安培力方向,只是磁感线不垂直穿过掌心.3.安培力做功(1)安培力能够做正功,也能够做负功.(2)安培力做功实质:能量转化.当导体克服安培力做功(安培力对导体做负功)时,其它形式能转化成电能(如发电机),假如安培力对导体做正功,则电能转化成其它形式能(如电动机).25/73物理专题10磁场继续学习题型全突破3二、安培力作用下物体平衡和加速问题分析有安培力参加物体平衡和加速问题,应用主要规律是平衡条件和牛顿第二定律,只是在对物体受力分析时要注意分析安培力.1.安培力作用下物体平衡问题,解题步骤和共点力平衡问题相同,普通是:(1)先进行受力分析,画出受力分析图.(2)依据共点力平衡条件列出平衡方程进行求解.其中主要是在受力分析过程中不要遗漏了安培力.2.安培力作用下加速问题与动力学问题一样,关键是做好受力分析,然后依据牛顿第二定律求出加速度,最终利用运动学公式求解.26/73物理专题10磁场继续学习题型全突破43.常见还有安培力与闭合电路欧姆定律相结合题目,解答时主要应用知识有:(1)闭合电路欧姆定律.(2)安培力公式F=BIL及左手定则.(3)物体平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式.27/73物理专题10磁场继续学习题型全突破5【考法示例1】如图所表示,用两根轻细金属丝将质量为m、长为l金属棒ab两端悬挂在c、d两处,置于竖直向上匀强磁场内.当棒中通以从a到b电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态,则磁感应强度B为多大?为了使棒平衡在该位置上,所需匀强磁场磁感应强度B最小为多少?方向怎样?思绪分析解答本题,首先要对研究对象进行受力分析,画出受力分析图(如侧视图、俯视图),然后依据平衡条件列方程并分析极值.28/73物理专题10磁场继续学习题型全突破6解析画出从右侧逆着电流方向侧视图,如图甲所表示.金属棒在重力mg、悬线拉力T、安培力F三个力作用下处于平衡状态,由平衡条件得F=mgtanθ又F=BIl,解得B=tanθ要求所加匀强磁场磁感应强度最小,应使棒在该位置平衡时所受安培力最小.因为棒重力恒定,悬线拉力方向不变,由图乙所表示力三角形可知,安培力最小值为Fmin=mgsinθ即BminIl=mgsinθ解得Bmin=sinθ由左手定则可知,所加磁场方向应平行于悬线向上.答案tanθsinθ方向平行于悬线向上29/73返回目录物理专题10磁场题型全突破7【突破攻略】通电导线在磁场中平衡和加速问题,与力学相比多了一个安培力.准确使用左手定则判断出安培力方向,作出完整、准确受力分析图,是处理这类问题关键.30/73考法2 带电粒子在有界匀强磁场中运动继续学习物理专题10磁场题型全突破1考法指导一、带电粒子在有界匀强磁场中运动时常见情形有界匀强磁场问题是指只在局部空间存在着匀强磁场,带电粒子从磁场区域外垂直磁场方向射入磁场,在磁场区域内经历一段匀速圆周运动后离开磁场区域一类问题.因为磁场区域边界不一样,带电粒子垂直进入磁场方向不一样,造成粒子在磁场中运动情形各不相同.直线边界(粒子进出磁场含有对称性)31/73继续学习物理专题10磁场题型全突破2平行边界(粒子运动存在临界条件)圆形边界(粒子沿径向射入,再沿径向射出)32/73继续学习物理专题10磁场题型全突破3二、带电粒子在匀强磁场中运动圆心、半径及运动时间确实定基本思绪图例说明圆心确定

1.与速度方向垂直直线过圆心2.弦垂直平分线过圆心3.轨迹圆弧与边界切点法线过圆心

P、M点速度垂线交点

P点速度垂线与弦垂直平分线交点

某点速度垂线与切点法线交点33/73物理专题10磁场题型全突破4半径确实定基本思绪图例说明运动时间确实定

利用平面几何知识求半径

惯用解三角形法例:(左图)R=或由R2=L2+(R-d)2求得R=利用轨迹对应圆心角θ或轨迹长度L求时间1.t=·T2.t=

1.速度偏转角φ等于所正确圆心角θ.2.偏转角φ与弦切角α关系:φ<180°,φ=2α;φ>180°,φ=360°-2α34/73继续学习物理专题10磁场题型全突破5三、电偏转与磁偏转比较电场和磁场都能对运动电荷产生力作用,从而使运动电荷轨迹发生偏转,我们分别称之为“电偏转”和“磁偏转”.因为电场和磁场对电荷作用含有不一样特征,所以使得两种偏转存在着差异,下面是带电粒子在匀强电场中“电偏转”和在匀强磁场中“磁偏转”比较.35/73继续学习物理专题10磁场题型全突破6比较项目电偏转磁偏转受力情况不论v是否与E垂直,电场力F电=qE,是恒力v垂直于B时,洛伦兹力F洛=qvB,其大小不变,方向随v而改变,是变力运动轨迹

抛物线圆或圆一部分求解方法类平抛运动:vx=v0,vy=t,L=v0t,y=·t2tanφ=匀速圆周运动:半径r=,周期T=偏移量y和偏向角φ要结合几何知识和圆周运动规律求解运动时间t=t=T=动能改变不变36/73物理专题10磁场继续学习题型全突破7【考法示例2】如图所表示,在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xOy平面向外匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q带正电粒子,它们速度大小相同,速度方向均在xOy平面内,与y轴正方向夹角分布在0°~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动半径介于到a之间,解析画出从右侧逆着电流方向侧视图,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历时间恰好为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期四分之一.求最终离开磁场粒子从粒子源射出时:(1)速度大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角正弦.37/73物理专题10磁场继续学习题型全突破8思绪分析本题可按以下思绪进行分析:画出粒子运动轨迹→确定圆心和半径→结合数学知识求解解析(1)设粒子发射速度为v,粒子做圆周运动轨道半径为R,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,得qvB=m

①当<R<a时,在磁场中运动时间最长粒子其轨迹是圆心为C圆弧,圆弧与磁场上边界相切,如图所表示.设该粒子在磁场中运动时间为t,依题意t=,得∠OCA=②38/73物理专题10磁场继续学习题型全突破9

39/73返回目录物理专题10磁场题型全突破10【突破攻略】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题分析方法40/73物理专题10磁场继续学习题型全突破11【考法示例3】如图所表示,二分之一径为R圆表示一柱形区域横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面匀强磁场,一质量为m、电荷量为q粒子沿图中直线在圆上a点射入柱形区域,在圆上b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线距离为R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线匀强电场,同一粒子以一样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度大小.41/73物理专题10磁场继续学习题型全突破12

42/73物理专题10磁场继续学习题型全突破13

43/73物理专题10磁场继续学习题型全突破14拓展变式2：如图所表示,在以坐标原点O为圆心、半径为R半圆形区域内,有相互垂直匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里,磁感应强度为B.一带正电粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出.(1)求电场强度大小和方向;(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同速度射入,经时间恰从半圆形区域边界射出,求粒子运动加速度大小;(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,但速度为原来4倍,求粒子在磁场中运动时间.44/73考法3 带电粒子在复合场中运动继续学习物理专题10磁场题型全突破1考法指导1.受力分析带电粒子在复合场中运动时,其运动状态改变由粒子受到协力决定,所以,对带电粒子进行受力分析时必须注意以下几点.(1)是否考虑重力①对于微观粒子,如电子、质子、离子等,若无特殊说明,普通不考虑重力;对于宏观带电物体,如带电小球、尘埃、油滴、液滴等,若无特殊说明,普通需要考虑重力.②对于题目中明确说明需要考虑重力,这种情况较简单.③不能直接判断是否需要考虑重力,在进行受力分析和运动分析时,由分析结果确定是否考虑重力.45/73继续学习物理专题10磁场题型全突破2(2)场力分析

力特点功和能特点重力场大小:G=mg方向:竖直向下重力做功与路径无关W=mgh重力做功改变物体重力势能静电场大小:F=qE方向:正电荷受力方向与场强方向相同;负电荷受力方向与场强方向相反静电力做功与路径无关W=qU静电力做功改变物体电势能磁场大小:

F=qvB(v⊥B)方向:符合左手定则洛伦兹力不做功,带电粒子动能不变46/73继续学习物理专题10磁场题型全突破3(3)受力分析次序先场力(包含重力、电场力、磁场力),后弹力,再摩擦力,最终其它力.(4)分析方法①正交分解法将全部力分解到两个相互垂直方向上,分别应用牛顿第二定律列出方程,然后对研究对象运动进行分解.可将曲线运动转化为直线运动来处理,结合运动学特点,依据相关条件和规律列出方程进行求解.②等效重力法在匀强电场和重力场复合情况下,电场力和重力均为恒力,则其协力也是一个恒力,能够将这个协力等效为物体“重力”来分析问题,“重力”方向等效为“竖直向下”.用这种方法来分析复合场中圆周运动临界问题及单摆周期问题等比较方便.47/73继续学习物理专题10磁场题型全突破42.运动分析带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子所受合外力及其初始状态,所以应把带电粒子运动情况和受力情况结合起来进行分析.(1)当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,粒子将保持静止或做匀速直线运动.(2)当带电粒子所受合外力与运动方向在同一条直线上时,粒子将做匀变速直线运动.(3)当带电粒子所受合外力充当向心力时,粒子将做匀速圆周运动.(4)当带电粒子所受合外力大小、方向都不停改变时,粒子将做变速运动.3.做功与能量改变问题(1)电荷在电场中运动时,电场力要对运动电荷做功(除在等势面上运动外),而电荷在磁场中运动时,磁场力一定不会对电荷做功,电荷能量不变.(2)电荷在复合场中做较复杂曲线运动时,普通用能量观点分析,包含动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律.48/73物理专题10磁场继续学习题型全突破5【考法示例4】如图1所表示,宽度为d竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里匀强磁场和竖直方向上周期性改变电场(如图2所表示),电场强度大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m微粒从左边界上N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整圆周运动,再沿直线运动到右边界上N2点.Q为线段N1N2中点,重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量.49/73物理专题10磁场继续学习题型全突破6

50/73物理专题10磁场继续学习题型全突破7

51/73返回目录物理专题10磁场题型全突破8【突破攻略】带电粒子在复合场中运动实际应用52/73物理专题10磁场继续学习题型全突破9拓展变式3：[多项选择]物体导电是由其中自由电荷定向移动引发,这些能够移动自由电荷又叫载流子.金属导体载流子是自由电子,当代广泛应用半导体材料分为两大类:一类是N型半导体,它载流子为电子;另一类是P型半导体,它载流子为“空穴”,相当于带正电粒子.假如把某种材料制成长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所表示,且与前后侧面垂直,长方体中通有方向水平向右电流,设长方体上下表面M、N电势分别为φM和φN,则以下判断中正确是()A.假如是P型半导体,有φM>φNB.假如是N型半导体,有φM<φNC.假如是P型半导体,有φM<φND.假如是金属导体,有φM>φN53/73考法4 带电粒子在组合场中运动继续学习物理专题10磁场题型全突破1【考法指导】1.组合场:指磁场与电场或重力场同时存在,但各位于一定区域内且并不重合情况.带电粒子在一个场中只受一个场力作用.2.带电粒子在组合场中运动规律(1)带电粒子在匀强电场中,若初速度与电场线平行,做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直,做类平抛运动.(2)带电粒子在匀强磁场中,若速度与磁感线平行,做匀速直线运动;若速度与磁感线垂直,做匀速圆周运动.3.带电粒子在组合场中运动处理方法(1)分析带电粒子在各场中受力情况和运动情况.(2)画出粒子运动轨迹图,在画图基础上注意利用几何知识,寻找关系.54/73继续学习物理专题10磁场题型全突破2(3)选择物理规律,列方程.对于类平抛运动,普通分解为沿初速度方向匀速直线运动和垂直于初速度方向匀加速直线运动;对粒子在磁场中做匀速圆周运动情况,应注意洛伦兹力提供向心力这一受力特点.(4)注意确定粒子在组合场交界位置处速度大小与方向.该速度往往是联络两种运动桥梁.55/73物理专题10磁场继续学习题型全突破3【考法示例5】在xOy平面内,以抛物线OM为界,MOy区域内存在竖直向上匀强电场,电场强度为E,y轴为电场左边界;MOx区域内有垂直于平面向内匀强磁场,x轴为磁场下边界,如图所表示.质量为m、电荷量为q带负电粒子从y轴上P(0,h)点以垂直于y轴初速度v0进入电场中,经电场后以与x轴成45°角速度从抛物线上Q点(图中未画出)进入磁场,已知Q点纵坐标为h/2,粒子重力不计.(1)试求带电粒子从P点射入电场时速度大小;(2)若O为抛物线OM顶点,写出边界OM抛物线方程;(3)要使带电粒子不穿过x轴,试确定匀强磁场磁感应强度B应满足条件.56/73物理专题10磁场继续学习题型全突破4

57/73物理专题10磁场继续学习题型全突破5

58/73返回目录物理专题10磁场题型全突破6【突破攻略】带电粒子在组合场中运动分析思绪59/73能力大提升60/73方法1 通电导体在安培力作用下运动情况分析方法物理专题10磁场能力大提升1电流元法把整段弯曲通电导体等效为多段直线电流元,先用左手定则判断每小段电流元受到安培力方向,再判断整段导体所受协力方向,最终确定整段导体运动情况特殊位置法由导体在特殊位置所受安培力,判断出导体运动方向,然后推广到普通位置等效法环形电流能够等效成小磁针或条形磁铁,小磁针或条形磁铁也能够等效成环形电流,通电螺线管能够等效成条形磁铁,也可视为多个环形电流结论法两直线电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;两直线电流不平行时,有转到相互平行且电流方向相同趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流产生磁场作用下怎样运动问题时,可先分析电流在磁体磁场中所受安培力,然后依据牛顿第三定律确定磁体在电流产生磁场中作用力,从而确定磁体所受协力及运动情况61/73方法2 动态圆分析法物理专题10磁场能力大提升2继续学习1.滚动圆法:粒子速度大小不变,方向改变,则r=大小不变,但轨迹圆心位置改变,相当于圆心在绕着入射点滚动(如图所表示).2.放缩圆法:入射粒子速度方向不变,但大小改变,造成圆心在一条射线上变动,半径大小不停改变放缩圆(情形如图所表示).62/73物理专题10磁场能力大提升3继续学习3.平移圆法:速度大小和方向相同一排相同粒子进入直线边界,各粒子轨迹圆弧能够由其它粒子轨迹圆弧沿着边界平移得到(如图所表示).63/73方法3带电粒子在洛伦兹力作用下运动多解问题

物理专题10磁场能力大提升4类型分析图例带电粒子电性不确定受洛伦兹力作用带电粒子,可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同初速度下,正、负粒子在磁场中运动轨迹不一样,形成多解如图,带电粒子以速度v进入匀强磁场;如带正电,其轨迹为a;如带负电,其轨迹为b

磁场方向不确定只知道磁感应强度大小,而未详细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多解如图带正电粒子以速度v进入匀强磁场,若B垂直纸面向里,其轨迹为a,若B垂直纸面向外,其轨迹为b64/73物理专题10磁场能力大提升5类型分析图例临界状态不唯一带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,因为粒子运动轨迹是圆弧状,所以,它可能穿过去了,也可能转过180°从入射界面这边反向飞出,于是形成多解

运动含有周期性带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,往往运动含有周期性,因而形成多解65/73返回目录物理专题10磁场能力大提升6【方法探究】分析带电粒子在交变磁场中运动,首先必须明确粒子运动周期与磁场改变周期之间关系,正确作出粒子在磁场中随磁场改变运动轨迹图,然后灵活利用粒子做圆周运动规律进行解答.还要注意对题目中隐含条件挖掘,分析不确定原因,力争使解答准确、完整.66/73方法4带电粒子在磁场中运动临界问题

物理专题10磁场能力大提升1继续学习1.常见类型因为带电粒子往往是在有界磁场中运动,粒子在磁场中只运动一段圆弧就飞出磁场,其轨迹不是完整圆,所以,这类问题往往要求考生依据带电粒子运动轨迹作相关图示去寻找几何关系,分析临界条件,然后应用数学知识和对应物理规律分析求解.(1)包括粒子运动范围空间临界问题假如粒子在磁场中运动时速度大小一定,但速度方向能够改变,则粒子能够抵达区域会伴随速度方向改变而改变,于是出现了一类包括粒子运动范围空间临界问题.处理这类问题基本思绪是寻找临界速度对应临界轨迹.(2)包括磁场所占据范围空间临界问题为使