高二物理期末复习提纲(一).doc

高 二 物 理 期 末 复 习 提 纲第三章 磁场知识要点一、磁场：存在于磁体和电流周围的一种特殊物质1基本性质：对放入其中的_或_产生力的作用。磁体（或电流）一磁场一磁体（或电流）2磁场方向的确定： 小磁针：（规定）小磁针在磁场中某点_的受力方向（或小磁针静止时_的指向）为该点的磁场方向；由_确定；由_的方向确定3磁现象的电本质安培分子电流假说：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_，它的两侧相当于_安培分子电流假说能解释：a、磁体为什么对外显磁性；b、磁体为什么会失去磁性；c、磁化是怎样形成的。磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_而产生的。二、磁感线：为形象描述磁场性质而引入的一簇曲线，它是理想化模型，实际是不存在的。 1磁感线的_表示磁场强弱，磁感线上某点_表示该点的磁场方向 2磁体外部的磁感线从N极出发进入S极，而磁体内部的磁感线从S极指向N极电流的磁感线方向由_判定 磁感线是闭合曲线 任意两条磁感线不相交 要掌握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管以及匀强磁场的磁感线分布情况及特点。三磁感应强度：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场作用力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。1定义式：_ （LB） 2B是描述磁场的力的性质的物理量，与F、I、L无关它是由磁场本身性质及空间位置决定的。四、磁通量1定义：_ = BS 注：如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直磁场方向上的投影面积S，即 BSBScos2物理意义：_ 3磁通密度：垂直穿过单位面积的磁感线条数，叫磁通密度。即磁感强度大小B=/S。五、磁场对通电直导线的作用安培力1大小：在匀强磁场中，当导线方向与磁场方向一致时F安=_；当导线方向与磁场垂直时，F安=_。2方向：用_判定。3注意：F安=BIL的适用条件：一般只适用于匀强磁场；LB；如果是弯曲的通电导线，则L是指有效长度，它等于导线两端点所连直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿L由始端流向末端六、磁场对运动电荷的作用洛仑兹力 1洛仑兹力的大小:F_（v与B垂直） 2洛仑兹力的方向: 用_。注意：洛仑兹力与安培力的关系： （1）洛仑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仑兹力的宏观表现（2）洛仑兹力恒不做功，但安培力却可以做功 七、带电粒子在匀强磁场中运动1若vB，带电粒子以速度v做匀速直线运动（此情况下洛仑兹力 F0） 2若vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动 、向心力由洛仑兹力提供_； 、轨道半径公式：R=_； 、周期:T=_。八、带电粒子做匀速圆周运动的分析方法 1圆心的确定：因为洛仑兹力F指向圆心，根据Fv，画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场两点）的F的方向，沿两个洛仑兹力F画其延长线，两延长线的交点即为圆心. 2半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径（或圆心角）并注意以下两个重要的几何特点：粒子速度的偏向角（）等于回旋角（圆心角），并等于AB弦与切线的夹角（弦切角）的2 倍（如图），即=2t.3粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角（即圆心角）与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360,计算出圆心角的大小，由公式t=T/360,可求出粒子在磁场中的运动时间。 4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，必沿径向射出等等。九、解决带电粒子在复合场中运动问题的方法 带电粒子在复合场中的运动分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力和洛仑兹力。一般来说，对单个物体，用动能定理；对多个物体组成的系统，用能量守恒定律，涉及加速度等力学问题必定用牛二定律和运动学公式 1力和运动的观点：在正确分析受力情况的前提下，根据粒子的受力情况和初始状态，利用 Fma的瞬时性，分析其运动情况，寻找解题的突破口 2利用功和能观点：由于洛仑兹力的方向总是与运动方向垂直，在很多情况中带电粒子在复合场中的运动是任意曲线运动，同时根据场力做功的特点，处理这类问题往往利用动能定理或能量守恒比较方便 3认真分析运动过程的细节，充分挖掘题中的隐含条件，注意过程中力和运动的相互制约关系，形成清晰的物理情景，全面整体地把握问题的实质，把物理模型转化为数学模型，提高综合分析解决问题的能力。实际应用：1、带电粒子速度选择器如图是一种质谱仪的示意图，其中MN板的左方是带电粒子速度选择器选择器内有正交的匀强电场E和匀强磁场B，一束有不同速率的正离子水平地由小孔S进入场区，路径不发生偏转的离子的条件是_，即能通过速度选择器的带电粒子必是速度为v_的粒子，与它带多少电和电性，质量为多少都无关。2、磁流体发电机如图是磁流体发电机，其原理是：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛仑兹力作用下发生上、下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差设A、B平行金属板的面积为 S，相距 l，等离子气体的电阻率为，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过AB板间时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势电动势 E=_。 R中电流I=_3、电磁流量计电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛仑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仑兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定流量Q=_4、回旋加速器：重点掌握加速的条件交变电压的周期和粒子做圆周运动的周期相等，以及最终粒子获得的能量跟加速时两D形盒间的电压无关5、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强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，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=kIB/d式中的比例系数k称为霍尔系数解题指导例1、关于电场强度和磁感应强度，下列说法错误的是 ( BCD ) A电场强度的定义式适用于任何电场B由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r0时，E无穷大C由公式可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场 SND磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向例2、图中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是 （ C ）A当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者B当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者C当磁针N极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向D不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向例3、如图17所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中。通电直导体棒置于斜面上。电流方垂直纸面向里。以下四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止的是 （ AB ）AB例4、如图所示，AB为一根长8cm、质量为5g的均匀金属棒，两端用相同的两根弹簧挂起，置于匀强磁场中。当AB中无电流通过时，弹簧比原长伸长10cm，如果在AB中通以BA方向、大小为10A的电流时，弹簧比原长缩短了6厘米，那么匀强磁场的磁感应强度至少应为_T，方向应为_。答案：0.1T、垂直纸面向外例5、空间处有竖直向下的匀强电场，水平向北的匀强磁场，若在该空间有一电子沿直线运动.不计电子重力，则该电子的运动方向可能是 （ A ） A水平向东B水平向西C竖直向上D竖直向下例6、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成角，则正、负离子在磁场中 （ BCD ）A运动时间相同 B运动轨迹的半径相同C重新回到边界时速度的大小和方向相同D重新回到边界的位置与O点的距离相等例7、如图46所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向。一个质量为m，电荷量为q的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角=60，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ=2OC，不计粒子的重力，求：（1）粒子从P运动到Q所用的时间t；（2）电场强度E的大小；（3）粒子到达Q点的动能EkQ。图46（答案）解析：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为三分之一圆弧，带电粒子在磁场中运动的时间。带电粒子在电场中做类平抛运动， tE是带电粒子在电场中运动的时间 ，粒子由P运动到Q的时间t=tB+tE= 。（2）粒子在电场中沿电场方向做匀加速直线运动：OC=L=，解得：E=（3）根据动能定理，粒子到达Q点时的动能EKQ满足：qEL=EKQ，EKQ=例8、（07北京）带负电的小物体A放在倾角为（sin= 0.6）的绝缘斜面上，整个斜面于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图52所示。物体A的质量为m、电量为-q与斜面间的动摩擦因数为，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体A在面上由静止开始下滑，经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，磁场方向电场强度方向垂直，磁感应强度大小为B，此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面。求：（1）.物体A在斜面上的运动情况？说明理由。 （2）.物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能？（结果用字母表示）（答案）解析：（1）物体A在斜面上受重力、电场力、支持力和滑动摩擦力的作用，方向如图答60所示。 由此可知：小物体A在恒力使用下，先在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动；加上匀强磁场后，还受方向垂直斜面向上的洛伦兹力作用，方可使A离开斜面，故磁感应强度方向应垂直纸面向里。随着速度的增加，洛伦兹力增大，斜面的支持力减小，滑动摩擦力减小，物体继续做加速度增大的加速运动，直到斜面的支持力变为零，此后小物体A将离开斜面。 （2）加磁场之前，物体A做匀加速运动，据牛顿运动定律有： ， 又有：， ， 解出：， A沿斜面运动的距离为： ， 加上磁场后，受洛伦兹力，随速度v增大，支持力N减小，直到N = 0，物体A将离开斜面。有：， 解出： 。物体A在斜面上运动的全过程中，重力和电场力做正功，滑动摩擦力做负功，洛伦兹力不做功。根据动能定理，有： ，物体A克服摩擦力做功，机械能转化为内能：巩固训练1、磁感应强度B=，你对此物理量的理解是 （D ）A.磁场中某点的磁感应强度跟磁场力F成正比，跟电流I和导线长L乘积成反比B.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大C.通电导线在磁感强度大的地方受力一定大D.磁感强度大小和方向跟放在磁场中通电导线受力大小和方向无关2、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线长方框时相连，图中标出了环形电流的磁场方向，则C和D中接电源正极的是_，放在ab长方框内的小磁针在平衡时N极指向_答案：C，指向纸内3、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（ D ）4、如图，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中水银 接触，通电后，你认为发生的现象有 （ C ）A.弹簧收缩B.弹簧变长C.弹簧不断上下振动D.弹簧始终保持静止5、回旋加速器是加速带电粒子装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形盒放置于垂直盒的匀强磁场中，要增大带电粒子射出时的动能，下列方法可行 （ AD ）A.减小磁场的磁感应强度B.增大电场的加速电压C.减小狭缝间距离D.增大D形金属盒的半径6、如图，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中按图中轨迹运动，中央是一金属薄板，粒子穿过金属板时，动能有损失，则 （ BC ）A.粒子带正电 B.粒子带负电C.粒子运动途径是edcba D.粒子在上半周运动时间比下半周长7、一束电子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，且磁场方向向_进入磁场后，电子速度大小_。（填“增加”“不变”或“减少”）答案：向外，不变8、质子（）和粒子（）从静止开始经同一加速电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子动能之比=_，轨道半径r1：r2=_ 答案：1：2，1：29、如图，为一电磁流量计示意图，截面为正方形的非磁性管，边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B，现测得ab两点电势差为u，则导电液体流速v=_，流量Q=_。答案：略10、如图所示，两平行导轨相距20cm，金属棒ab质量为10g，电阻R=8，匀强磁场的磁感强度B=1T，方向垂直导轨平面向下，金属棒与导轨间最大静摩力为0.03N，电源电动势E=9v，内阻r=2，现调节变阻器触头，使ab静止不动，求R1的范围。（=37，sin37=0.6，cos37=0.8）答案：R1的取值范围是： 10R15011、如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力