09期末复习2ET.ppt

1、高考物理(理科综合)考试说明,概述,本章共有四个概念、两个公式、两个定则。 四个概念： 磁场、磁感线、磁感强度 、 匀强磁场 两个公式：安培力 F=BIl (IlB) 洛伦兹力 f =qvB (vB) 两个定则: 安培定则判断电流的磁场方向 左手定则判断磁场力的方向,注：能力上多了“有空间想象能力”的要求。,产生 (安培定则),作用 (左手定则),知识结构,永 磁 体,磁场,磁感应强度B,磁极之间(同名斥),运动电荷受洛仑滋力作用,带电粒子在匀强磁场中的圆运动,带电质点在复合场中的运动,电流、运动电荷,通电直导线受安培力作用,通电矩形线圈受安培力矩作用,一、磁场、磁感应强度,1.磁场 永磁体周

2、围有磁场。 电流周围有磁场（奥斯特实验）。 分子电流假说: 物质微粒内部存在着环形分子电流。 磁现象的电本质：磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用,3.磁感应强度,定义： (定义式) 适用条件： l 很小(检验电流元)，且 lB 。 磁感应强度是矢量。 单位是特斯拉，符号 1T=1N/(Am) 方向：规定为小磁针在该点静止时N极的指向 4. 磁感线 用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线都是闭合曲线。

3、,(2)要熟记常见的几种磁场的磁感线：,(3)安培定则（右手螺旋定则）： 对直导线，四指指磁感线环绕方向； 对环形电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 (4)地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似。 主要特点是：地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下；在赤道表面上，距离地球表面相等的各点磁感应强度相等，且水平向北.,1.安培力的大小: F = BIL (BIL ) 说明: (1) L是导线的有效长度（则L指弯曲导线中始端到 末端的直线长度）。 (2) B一定是匀强磁场，一定

4、是导线所在处的磁感应强度值. 2.安培力的方向左手定则 注意：F一定垂直I、B； I、B可以垂直可以不垂直。,二、 磁场对电流的作用,磁力矩应用：磁电式电表原理,安培力的方向,用左手定则： 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,用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。,用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。,只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥” 判定相互作用的磁场力

5、的方向； 当两导线互相垂直时，用左手定则分别判定每半根导线所受的安培力。,带电粒子在匀强磁场中的运动,一、洛仑兹力: 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛仑兹力，它是安培力的微观表现。 1. 洛仑兹力大小(推导)得 当vB时， f = qvB f、v、B三者垂直 当vB时， f = 0 v与B成角， f = qvBsin 2. 洛仑兹力方向左手定则 注意：四指必须指电流方向，即正电荷定向移动的方向，负电荷为定向移动方向的反方向。 f一定垂直v、B，v、B可以垂直可以不垂直,3. 洛伦兹力f 特点： a. 洛伦兹力总是垂直于v与B组成的平面； b. 洛伦兹力永远不做功。 即 f 不改变动能Ek，只改

6、变动量(方向)。,4. 应用：带电粒子在匀强磁场中的圆运动 条件：,(牛二律),得半径：,特征方程：,例题如图所示，一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30，则电子的质量是_，穿透磁场的时间是_。,由几何关系找圆运动半径 根据物理规律确定半径与其他量的关系。,带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动,带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的研究方法,(1)画轨迹：依据速度方向向合力方向弯曲，确定轨迹是顺时针转还是逆时针转。 (2)圆心的确定：若已知带电粒子射入和射出的速度方向，可作出初速度和末速度的垂线，其交点为圆心；若已知

7、初速度（或末速度）的方向和进出磁场的位置可利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心。,(3)半径的确定：根据数学知识，解三角形求圆运动的半径。 (4)带电粒子在磁场中运动时间t 的确定： 先求出粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角q，再由,得,(为弧度),一、质谱仪,带电粒子在复合场中的运动规律广泛应用于近代物理的许多实验装置中，如质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计等,以下装置可以用来测定带电粒子的荷质比.也可以在已知电量的情况下测定粒子质量。,带电粒子质量m,电荷量q,由电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,设轨道半径为r,则有：,可得,二、速度选择器,正交的匀强磁场和匀强电场组

8、成“速度选择器”。带电粒子（不计重力）必须以唯一确定的速度才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛仑兹力和电场力的平衡得出：,qvB=Eq,这个结论与离子带何种电荷、电量多少都无关。,若速度小于这一速度，电场力将大于洛仑兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛仑兹力也将增大；若大于这一速度，将向洛仑兹力方向偏转，电场力将做负功，,动能将减小,洛仑兹力也将减小， 粒子的轨迹既不是抛物线，也不 是圆，而是一条复杂曲线。,三、回旋加速器,利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关的特点，可以作成回旋加速器。,在AA和AA间加交

9、变电压，其周期与粒子运动周期相同。带电粒子在两个D形金属盒之间运动时，被电场加速；在D形金属盒内运动时，由于D形金属盒可以屏蔽电场，因此带电粒子只受洛仑兹力作用而作匀速圆周运动。D形金属盒的半径与粒子的最大动能对应。用此装置可以将质子加速到约20MeV。,2008年高考广东理科基础17,3、有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（ ） A通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现 C带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功 D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行,B,2008年高考广东理科基础18,4、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，

10、下列说法正确的是 （ ） A速率越大，周期越大 B速率越小，周期越大 C速度方向与磁场方向平行 D速度方向与磁场方向垂直,D,2008年高考物理广东卷 9,5、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹右图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 （ ） A粒子先经过a点，再经过b点 B粒子先经过b点，再经过a点 C粒子带负电 D粒子带正电,A C,2008年高考物理广东卷 4,7、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 （ ） A离子由加速器的中心附近进入加速器 B离子由加速器的边缘进入加速器 C离子从磁场中获得能量 D离子从电场中获得能量,A D,判定安培力作用下物体运动方向,常用方法 ： 特殊值分析法 等效分析法,07年1月海淀区期末练习16,16（8分）如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成角。设