打开电磁学的大门.ppt

第三章 打开电磁学的大门 本章优化总结 知识网络构建 专题归纳整合 通电导体在安培力作用下运动方向的 判断 1电流元分析法：把整段电流等效为多段直 线电流元，先用左手定则判断每小段电流元所 受的安培力的方向，从而判断出整段电流所受 合力方向，最后确定运动的方向 2等效分析法：环形电流可等效为小磁针， 条形磁铁可等效为环形电流，通电螺线管可等 效为多个环形电流或小磁铁 3特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分 析的特殊位置后判断其所受安培力方向，从而确 定运动方向 4转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体 之间相互作用满足牛顿第三定律，这样分析磁体 在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电 流在磁体磁场中所受的安培力，然后用牛顿第三 定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁 体所受合力及运动方向 例例1 1 (2011年清流高二文科检测)如图31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 图示方向的电流I时，导线的运动情况(从上往下 看)( ) 图31 A顺时针顺时针 方向转动转动 ，同时时下降 B顺时针顺时针 方向转动转动 ，同时时上升 C逆时针时针 方向转动转动 ，同时时下降 D逆时针时针 方向转动转动 ，同时时上升 【精讲讲精析】 先画出磁铁铁在电电流处产处产 生的 磁感线线方向，本题题主要用电电流元法和特殊位 置法，即在N、S上方，在电电流上选选取一段微 小电电流，分析其受力，以确定导导体的转动转动 ， 再将电电流转转到特殊位置再确定其平动动 【答案】 A 带电粒子在磁场中的运动 例例2 2 如图32中MN表示真空室中垂直于纸面的 平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面 向里，磁感应强度大小为B，一带电粒子从平板上 的狭缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域 ，最后到达平板的P点已知B、v以及P到O的距离 l，不计重力，求此粒子的电荷q与质量m之比 图32 带电粒子在复合场中的运动情况分析 1确定是否考虑重力，方法是：(1)看题目是否 有明确的要求或暗示(2)一般情况下，电子、质 子、粒子等基本粒子和电荷、离子的重力可能忽 略不计带电球、液滴的重力一般应考虑 2带电体或通电导体的受力分析要全面、准确， 选用平衡条件、牛顿运动定律、能量守恒定律等 知识解题 3对题目中有动态分析、临界现象等不定条件出 现的问题，可用极限分析法辅助分析 4带电粒子在叠加场中做什么运动，取决于带电 粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应 把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行 分析 (1)当带电粒子在叠加场中所受合外力为零时，做 匀速直线运动(如速度选择器) (2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛 伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的 平面内做匀速圆周运动 (3)当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度 方向不在一条直线上时，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 物线由于带电粒子可能连续通过几个情况不同 的叠加场区，因此粒子的运动情况也发生相应的 变化，其运动过程可能由几种不同的运动阶段所 组成 (2011年厦门高二文科测试)如图33所示，一 倾角为的足够长的绝缘光滑的斜面置于磁感应强度 为B的匀强磁场中，一质量为m、带电荷量为q的 小物块自斜面顶端由静止释放，则当小物块在斜面 上滑行时，经多长时间、多长距离离开斜面？ 图33 例例3 3 【精讲讲精析】 由于受沿斜面向下的重力分力 的作用，小物块块将加速下滑，随着速度v从零 开始增加，F也不断增大，但F的方向垂直于 斜面向上，与物块块的运动动方向垂直因此， 虽虽然F为变为变 力，但由于有斜面支持力N的约约束 ，直至离开斜面之前，物块块在垂直于斜