高考物理備考中等生百日捷進(jìn)提升系列：專題09磁場(chǎng)含解析醫(yī)藥衛(wèi)生

1/1高考物理備考中等生百日捷進(jìn)提升系列：專題09-磁場(chǎng)-含解析-醫(yī)藥衛(wèi)生

第一部分特點(diǎn)描述

本章內(nèi)容包括磁場(chǎng)的基本性質(zhì)和安培定則、左手定則的應(yīng)用、安培力的應(yīng)用、洛倫茲力和帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容，基本概念多且特別抽象,需要嫻熟把握磁場(chǎng)的基本概念，把握用磁感線描述磁場(chǎng)的方法，以及電流、帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)狀況,結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)問(wèn)、圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)及功能關(guān)系等學(xué)問(wèn)進(jìn)行綜合分析.歷年高考對(duì)本考點(diǎn)學(xué)問(wèn)的考查掩蓋面大，幾乎每個(gè)學(xué)問(wèn)點(diǎn)都考查到。特殊是左手定則的運(yùn)用和帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)更是兩個(gè)命題頻率最高的學(xué)問(wèn)點(diǎn)．帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考題一般運(yùn)動(dòng)情景簡(jiǎn)單、綜合性強(qiáng)，多以把場(chǎng)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系及交變電流等有機(jī)結(jié)合的計(jì)算題消失，難度中等偏上，對(duì)考生的空間想象力量、物理過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合分析力量及用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題的力量要求較高。從近兩年高考看，涉及本考點(diǎn)的命題常以構(gòu)思新奇、高難度的壓軸題形式消失，在復(fù)習(xí)中要高度重視。特殊是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題在歷年高考中消失頻率高，難度大，常常通過(guò)變換過(guò)程情景、翻新陳題面貌、突出動(dòng)態(tài)變化的手法，結(jié)合社會(huì)、生產(chǎn)、科技實(shí)際來(lái)著重考查綜合分析力量、學(xué)問(wèn)遷移和創(chuàng)新應(yīng)用力量。情景新奇、數(shù)理結(jié)合、聯(lián)系實(shí)際將是本考點(diǎn)今年高考命題的特點(diǎn)。

其次部分學(xué)問(wèn)背一背

一、洛倫茲力：

1、產(chǎn)生洛倫茲力的條件：

（1）電荷對(duì)磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)．磁場(chǎng)對(duì)與其相對(duì)靜止的電荷不會(huì)產(chǎn)生洛倫茲力作用．（2）電荷的運(yùn)動(dòng)速度方向與磁場(chǎng)方向不平行．

2、洛倫茲力大?。寒?dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力為零；當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力最大，等于qvB；

3、洛倫茲力的方向：洛倫茲力方向用左手定則推斷4、洛倫茲力不做功．

二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律初速度的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)規(guī)律

（1）v0?0，F(xiàn)?0，為靜止?fàn)顟B(tài)；

（2）v0//B，F(xiàn)?0，則粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

（3）v0?B，F(xiàn)?qvB，則粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其基本公式為：

v2向心力公式：Bqv?m

Rmv運(yùn)動(dòng)軌道半徑公式：R?；

Bq2?m運(yùn)動(dòng)周期公式：T?

Bq12?BqR?動(dòng)能公式：Ek?mv?22m22、解題思路及方法圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的確定：

（1）利用洛侖茲力的方向永久指向圓心的特點(diǎn)，只要找到圓運(yùn)動(dòng)兩個(gè)點(diǎn)上的洛侖茲力的方向，其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)必為圓心．

（2）利用圓上弦的中垂線必過(guò)圓心的特點(diǎn)找圓心三、帶電體在復(fù)合場(chǎng)或組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．

復(fù)合場(chǎng)是指重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)三者或其中任意兩者共存于同一區(qū)域的場(chǎng)；組合場(chǎng)是指電場(chǎng)與磁場(chǎng)同時(shí)存在，但不重疊消失在同一區(qū)域的狀況．帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（包括平衡），說(shuō)究竟仍舊是一個(gè)力學(xué)問(wèn)題，只要把握不同的場(chǎng)對(duì)帶電體作用的特點(diǎn)和差異，從分析帶電體的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況著手，充分發(fā)掘隱含條件，建立清楚的物理情景，最終把物理模型轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表達(dá)式，即可求解．

解決復(fù)合場(chǎng)或組合場(chǎng)中帶電體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題可從以下三個(gè)方面入手：1、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)（牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程）；2、能量觀點(diǎn)（動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒或能量守恒）；3、動(dòng)量觀點(diǎn)（動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律）．

一般地，對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等不計(jì)重力，而一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴等應(yīng)考慮其重力．有時(shí)也可由題設(shè)條件，結(jié)合受力與運(yùn)動(dòng)分析，確定是否考慮重力．

四、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例1．電視顯像管

電視顯像管是應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理來(lái)工作的，使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)是由兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的．顯像管工作時(shí)，由陰極放射電子束，利用磁場(chǎng)來(lái)使電子束偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電視技術(shù)中的掃描，使整個(gè)熒光屏都在發(fā)光．

2．速度選擇器（如圖所示）

（1）平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直．這種裝置能把具有肯定速度的粒子選擇出來(lái)，所以叫做速度選擇器．

（2）帶電粒子能夠沿直線勻速通過(guò)速度選擇器的條件是qE?qvB，即v?3．磁流體發(fā)電機(jī)

E。B

（1）磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．（2）依據(jù)左手定則，如圖中的B是發(fā)電機(jī)正極．

（3）磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為l，等離子體速度為v，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則由

qE?qU?qvB得兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差U?Blv.l4．電磁流量計(jì)

工作原理：如圖所示，圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流淌，導(dǎo)電液體中的自由電荷（正、負(fù)離子），在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間消失電勢(shì)差，形成電場(chǎng)，當(dāng)自由電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定，即：qvB?qE?q液體流量Q?Sv?5．霍爾效應(yīng)

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上消失了電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差，其原理如圖所示．

UU，所以v?，因此

Bdd?dU4B。

第三部分技能+方法

考點(diǎn)一帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

解析帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，應(yīng)畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，確定軌跡圓的圓心是關(guān)鍵．常用下列方法確定圓心：①已知軌跡上某兩點(diǎn)速度方向，作出過(guò)兩點(diǎn)的速度的垂線，兩條垂線的交點(diǎn)即圓心；②已知軌跡上兩個(gè)點(diǎn)的位置，兩點(diǎn)連線的中垂線過(guò)圓心．

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)側(cè)重于運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)（圓與三角形學(xué)問(wèn)）求解，帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度、初速度與磁場(chǎng)邊界的夾角往往是解題的關(guān)鍵，角度是確定圓心、運(yùn)動(dòng)方向的依據(jù)，更是計(jì)算帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的橋梁，如帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t??．帶電粒子T（α是圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角）

2?在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑不僅關(guān)聯(lián)速度的求解，而且在首先確定了運(yùn)動(dòng)半徑的狀況下，可利用半徑發(fā)覺(jué)題中隱含的幾何關(guān)系．

【例1】如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子先后以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)分別以30°和60°（與邊界的夾角）射入磁場(chǎng)，又都恰好不從另一邊界飛出，則下列說(shuō)法中正確的是

A．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比是B．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比是

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2?3m1之比是q3m3D．A、B兩粒子之比是

q2?3C．A、B兩粒子【答案】BD

考點(diǎn)二帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1.是否考慮粒子重力

（1）對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，由于其重力一般狀況下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小，可以忽視；而對(duì)于一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴、塵埃等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力.（2）在題目中有明確說(shuō)明是否要考慮重力的，按題目要求處理.

（3）不能直接推斷是否要考慮重力的，在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定是否要考慮重力.2.分析方法

（1）弄清復(fù)合場(chǎng)的組成.如磁場(chǎng)、電場(chǎng)的復(fù)合,磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合,磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)三者的復(fù)合等.（2）正確受力分析,除重力、彈力、摩擦力外要特殊留意靜電力和磁場(chǎng)力的分析.（3）確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),留意運(yùn)動(dòng)狀況和受力狀況的結(jié)合.

（4）對(duì)于粒子連續(xù)通過(guò)幾個(gè)不同區(qū)域、不同種類的場(chǎng)時(shí),要分階段進(jìn)行處理.3．帶電粒子在疊加場(chǎng)中無(wú)約束狀況下的運(yùn)動(dòng)狀況分類（1）磁場(chǎng)力、重力并存

①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做簡(jiǎn)單的曲線運(yùn)動(dòng)，因F洛不做功，故機(jī)械