高考物理二轮复习 考前回扣 增分策略 二 核心考点回扣5 磁场和带电粒子在磁场和复合场中的运动课件.ppt

5 磁场和带电粒子在磁场和复合场中的运动 2 必查点22 必查点23 必查点24 匀强磁场中的安培力 1 磁场 磁场是磁极 电流 周围存在的一种特殊物质 磁场对放入其中的磁极 电流 有磁场力的作用 磁场是媒介物 磁极间 电流间 磁极与电流间的相互作用都是通过磁场发生的 2 安培力 磁场对电流的作用 f bil 式中f b i要两两垂直 l为导线的有效长度 闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零 左手定则判断安培力的方向 伸开左手 使大拇指跟其余四个手指垂直 并且都跟手掌在一个平面内 把手放入磁场中 让磁感线垂直穿入手心 并使伸开的四指指向电流的方向 那么大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 3 必查点22 必查点23 必查点24 求解通电导体在磁场中的平衡或加速 关键是画好平面受力分析图 变三维为二维 注意f b f i 即f垂直于b和i所决定的平面 安培力做正功 电能转化为机械能 电动机原理 安培力做负功 或克服安培力做功 机械能或其他形式的能量转化为电能 发电机原理 安培力做了多少功 就有多少电能和其他形式的能发生转化 4 必查点22 必查点23 必查点24 洛伦兹力公式 1 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 当v b时 f 0 当v b时 f qvb 洛伦兹力垂直于b与v所决定的平面 方向利用左手定则判定 只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用 静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0 2 由于f垂直于v 故洛伦兹力只改变速度的方向 不改变速度的大小 洛伦兹力对带电粒子不做功 5 必查点22 必查点23 必查点24 带电粒子在匀强磁场中的运动 1 带电粒子的运动规律若v b 带电粒子不受洛伦兹力 则带电粒子做匀速直线运动 若带电粒子垂直进入匀强磁场 则做匀速圆周运动 2 带电粒子做圆周运动问题 1 圆心确定 因洛伦兹力指向圆心且与运动速度方向垂直 画出粒子运动轨迹中任意两点洛伦兹力的方向 其延长线的交点即为圆心 2 半径确定 一般是利用几何知识 解三角形求解 3 时间确定 利用圆心角与弦切角的关系计算圆心角大小 由t t可求得带电粒子在磁场中的运动时间 6 必查点22 必查点23 必查点24 3 注意圆周运动中有关对称的规律 从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 在圆形磁场区域内 沿径向射入的粒子 必沿径向射出 7 1 2 1 多选 右图为圆柱形区域横截面 在没有磁场的情况下 带电粒子 不计重力 以某一初速度沿截面直径方向入射时 穿过此区域的时间为t 若该区域加沿轴线方向的匀强磁场 磁感应强度为b 带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射 粒子飞出此区域时 速度方向偏转了 根据上述条件可求得的物理量有 a 带电粒子的初速度b 带电粒子在磁场中运动的半径c 带电粒子在磁场中运动的周期d 带电粒子的比荷 cd 8 1 2 9 1 2 2 2017湖南衡阳联考 太空粒子探测器 是由加速装置 偏转装置和收集装置三部分组成的 其原理可简化如图所示 辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆 圆心为o 外圆的半径r1 2m 电势 1 50v 内圆的半径r2 1m 电势 2 0 内圆内有磁感应强度大小b 5 10 3t 方向垂直纸面向里的匀强磁场 收集薄板mn与内圆的一条直径重合 收集薄板两端m n与内圆间各存在狭缝 假设太空中漂浮着质量m 1 0 10 10kg 电荷量q 4 10 4c的带正电粒子 它们能均匀地吸附到外圆面上 并被加速电场从静止开始加速 进入磁场后 发生偏转 最后打在收集薄板mn上并被吸收 收集薄板两侧均能吸收粒子 不考虑粒子相互间的碰撞和作用 10 1 2 1 求粒子刚到达内圆时速度的大小 2 以收集薄板