高中物理 第三章 磁场复习课件 教科版选修31.ppt

本章优化总结 专题归纳整合 知识网络构建 章末综合检测 本章优化总结 知识网络构建 专题归纳整合 电偏转 和 磁偏转 分别是利用电场和磁场对运动电荷施加作用力 从而控制其运动方向 由于磁场和电场对电荷的作用具有不同的特征 使得两种偏转存在着差别 1 受力特征 1 磁偏转 质量为m 电荷量为q的粒子以速度v垂直射入磁感应强度为b的匀强磁场中 所受的磁场力 即洛伦兹力 fb qvb与粒子的速度v有关 fb所产生的加速度使粒子的速度方向发生变化 而速度方向的变化反过来又导致fb的方向变化 fb是变力 南安一中高二检测 如图3 1所示 在虚线所示的宽度范围内 用场强为e的匀强电场可使以初速度v0垂直于电场入射的某种正离子偏转 角 在同样宽度范围内 若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场 使该离子穿过磁场区域的偏转角度也为 则匀强磁场的磁感应强度大小为多少 图3 1 思路点拨 离子在电场中做类平抛运动 在磁场中做匀速圆周运动 图3 2 规律总结 本类问题考查学生对双基掌握的情况 电场和磁场是电学中的重点内容 带电粒子在场中的运动又是该部分的重头戏 从本质上区分两种偏转有利于学生提升能力 1 带电粒子电性不确定形成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子 可能带正电荷 也可能带负电荷 在相同的初速度下 正 负粒子在磁场中运动轨迹不同 导致有双解 2 磁场方向不确定形成多解 有些题目只告诉了磁感应强度大小 而未具体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的双解 3 临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时 由于粒子运动轨迹是圆弧状 因此 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 4 运动的重复性形成多解 带电粒子在部分是电场 部分是磁场的空间中运动时 往往运动具有往复性 因而形成多解 如图3 3甲所示 m n为竖直放置 彼此平行的两块平板 板间距离为d 两板中央各有一个小孔o o 且正对 在两板间有垂直于纸面方向的磁场 磁感应强度随时间的变化如图乙所示 有一束正离子在t 0时垂直于m板从小孔o射入磁场 已知正离子的质量为m 带电荷量为q 正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为t0 不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响 不计离子所受重力 求 图3 3 1 磁感应强度b0的大小 2 要使正离子从o 孔垂直于n板射出磁场 正离子射入磁场时的速度v0的可能值 思路点拨 先分析正离子在交变磁场中的运动性质 明确物理过程 然后判断出要使正离子垂直于n板射出磁场 必须让正离子从o孔垂直于m板射入磁场 且在磁场中运动的时间正好是磁场变化周期的整数倍 图3 4 规律总结 解题中 除了要灵活运用圆周运动的规律外 还要注意到电荷受各种因素的制约 往往不是唯一的解 这就要求同学们必须深刻理解题意 挖掘隐含条件 分析不确定因素 力求解答准确 完整 1 弄清复合场的组成 一般有磁场 电场的复合 磁场 重力场的复合 磁场 电场 重力场三者的复合 2 正确受力分析 除重力 弹力 摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析 3 确定带电粒子的运动状态 注意运动情况和受力情况的结合 4 对于粒子连续通过几个不同情况的场的问题 要分阶段进行处理 5 画出粒子运动轨迹 灵活选择不同的运动规律 1 当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时 根据受力平衡列方程求解 2 当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时 应用牛顿定律结合圆周运动规律求解 3 当带电粒子做复杂曲线运动时 一般用动能定理或能量守恒定律求解 4 对于临界问题 注意挖掘隐含的条件 已知质量为m的带电液滴 以速度v射入互相垂直的匀强电场e和匀强磁场b中 液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动 如图3 5所示 求 1 液滴在空间受到几个力的作用 2 液滴带电荷量及电性 3 液滴做匀速圆周运动的半径为多大 图3 5 思路点拨 液滴所受重力和电场力平衡 洛伦兹力提供液滴做圆周运动的向心力 精讲精析 1 由于是带电液滴 它必然受重力 又处于电磁场中 还应受到电场力及洛伦兹力共三个力的作用 2 因液滴做匀速圆周运动 故必须满足重力与电场力平衡 所以液滴应带负电 电荷量由mg eq求得 q mg e 规律总结 1 电子 质子 粒子等一般不计重力 带电小球 尘埃 液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用 2 注意重力和电场力做功与路径无关 洛伦兹力始终和运动方向垂直 永不做功的特点 组合场是指电场与磁场同时存在 但各位于一定的区域内 并不互相重叠的情况 粒子从这个场进入另一个场 在不同的场中做不同的运动 只要分析清各个阶段的运动 就能顺利解决问题 在平面直角坐标系xoy中 第 象限存在沿y轴负方向的匀强电场 第 象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场 磁感应强度为b 一质量为m 电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的m点以速度v0垂直于y轴射入电场 经x轴上的n点与x轴正方向成 60 角射入磁场 最后从y轴负半轴上的p点垂直于y轴射出磁场 如图3 6所示 不计粒子重力 求 图3 6 1 m n两点间的电势差umn 2 粒子在磁场中运动的轨道半径r 3 粒子从m点运动到p点的总时间t 思路点拨 根据粒子在不同区域内的运动特点和受力特点画出轨迹 分别