高三物理第一輪總復(fù)習(xí)課件：磁場(chǎng)

1、高三物理第一輪總復(fù)習(xí),第八章 磁 場(chǎng),（2016屆）,第一課時(shí)磁場(chǎng)及其描述,一、磁場(chǎng),1.磁場(chǎng)：一種看不見、摸不著、存在于電流或磁體周圍的物質(zhì)，它傳遞著磁相互作用(客觀存在）,2.基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,3.磁場(chǎng)的方向：小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向，或小磁針靜止時(shí)N極所指的方向,5.地球的磁場(chǎng)：地球本身就是一個(gè)大磁體，,4.磁現(xiàn)象的本質(zhì)：磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,地磁場(chǎng)的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近地球的地磁場(chǎng)兩極和地理兩極不重合，形成了磁偏角； 地磁場(chǎng)B的水平分量總是從地球南極指向北極，而豎直分量則南北相反，在南半球垂直地面向上，

2、在北半球垂直地面向下； 在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向均水平指向北極,地磁場(chǎng)的三個(gè)特點(diǎn)是：,磁感線是閉合曲線，磁體的外部是從N極到S極，內(nèi)部是從S極到N極； 磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向； 磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌?chǎng)而假想的,二、磁感線,1.磁感線：在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的假想曲線，使曲線上的任意一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，都代表磁場(chǎng)中該點(diǎn)小磁針北極受力的方向,2.磁感線的特點(diǎn),條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)：在磁體的外部，磁感線從N極射出進(jìn)入S極，在內(nèi)部也有相同條數(shù)的磁感線(圖中未畫出)與外部磁感線銜接并組成閉合曲

3、線,3.常見磁場(chǎng)的磁感線分布,幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布（安培定則）右手,直線電流的磁場(chǎng),特點(diǎn)：無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱,立體圖,橫截面圖,縱截面圖,判定：安培定則,通電螺線管的磁場(chǎng),特點(diǎn)：與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)由S極指向N極，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。,立體圖,橫截面圖,縱截面圖,判定：安培定則,立體圖,橫截面圖,縱截面圖,判定：安培定則,環(huán)形電流的磁場(chǎng),特點(diǎn)：與小磁針相似，環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱。,【例與練】如圖所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸 OO以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是（ ） AN 極豎直向上 BN 極豎直向下 C

4、N 極沿軸線向左 DN 極沿軸線向右,【例與練】如圖所示，a、b、c 三枚小磁針分別放在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)當(dāng)這些小磁針靜止時(shí)，小磁針 N 極的指向是（ ） Aa、b、c 均向左 Ba、b、c 均向右 Ca 向左，b 向右，c 向右 Da 向右，b 向左，c 向右,C,C,定義式：,三、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量,1、磁感應(yīng)強(qiáng)度（矢量）,物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量 定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度,垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)等于該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方，磁感線密，磁感應(yīng)強(qiáng)度小的地方，磁感線

5、疏,說明：磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值法定義的，其大小由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與放入的直導(dǎo)線的電流I的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)短l的大小無關(guān),單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱：特，符號(hào)為T. 方向：磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也就是放在該點(diǎn)的小磁針N極受力方向,說明：由定義式 計(jì)算B時(shí)，通電導(dǎo)線必須垂 直于磁場(chǎng)；若通電導(dǎo)線平行放入磁場(chǎng)，則不受作用力，但不能說該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不是通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向，而是與作用力的方向垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較：1、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流元受力方向垂直 2、電荷在電場(chǎng)中一定受靜電力作用，而電流在磁場(chǎng)中不一定受作

6、用力,（6）磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解,2、勻強(qiáng)磁場(chǎng) 定義：在磁場(chǎng)的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向都相同的磁場(chǎng)； 磁感線特點(diǎn)：是一組平行且等間距的直線； 存在：a.兩個(gè)相距很近的異名磁極之間，b.通電長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部：如圖所示,3、磁通量 定義：磁場(chǎng)中穿過磁場(chǎng)某一面積S的磁感線條數(shù)，用表示； 計(jì)算公式：BS； 單位：韋伯，符號(hào)Wb，1 Wb1 Tm2.,說明：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)代表磁感線是正穿還是反穿，若正穿為正，則反穿為負(fù),對(duì)磁通量的理解,BS的含義,BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況當(dāng)S與垂

7、直于B的平面間的夾角為時(shí)，則有BScos.可理解為B(Scos)，即 等于B與S在垂直于B方向上投影面 積的乘積如圖所示；也可理解為 (Bcos)S，即等于B在垂直于 S方向上的分量與S的乘積,S不一定是某個(gè)線圈的真正面積，而是線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的面積如圖所示，S應(yīng)為線圈面積的一半,面積S的含義：,多匝線圈的磁通量：多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小,合磁通量求法 若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場(chǎng)共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過這個(gè)面的磁通量時(shí)，先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等

8、于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量,【例與練】如圖 所示，兩個(gè)同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直，通過兩圓環(huán)的磁通量a、 b 的關(guān)系為( ) Aab Ba b Ca b D不能確定,A,第二課時(shí)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用,一安培力的大小和方向,1、定義：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力,2、安培力的大小,FBIlsin,磁場(chǎng)和電流方向垂直時(shí)：FmaxBIl.,磁場(chǎng)和電流方向平行時(shí)：Fmin=0,注意：F不僅與 B、I、l 有關(guān)，還與夾角有關(guān)；l是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度l等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度,注意：安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I

9、不一定垂直B與I垂直時(shí)產(chǎn)生的安培力最大,用左手定則判定：伸開左手，讓拇指與其余四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電流方向，那么，拇指所指方向即為通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向,3、安培力的方向,安培力的方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)I，即F垂直于B和I決定的平面,【例與練】判斷下面各圖F、B、I三個(gè)中未知的一個(gè),丙圖中磁場(chǎng)B的方向大致向左，具體不能確定。,F,I,【例與練】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。,將立體圖形轉(zhuǎn)換成平面圖形,4、電流間的相互作用,同向電流相互吸引,電流間的相互作用是電流在彼此形成的磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用。,反向電流相互排斥,結(jié)論：,通電導(dǎo)體（線圈）在安培

10、力作用下運(yùn)動(dòng)方向的判斷,1、電流元分析法：把整段電流分成很多小段直線電流，其中每一小段就是一個(gè)電流元。先用左手定則判斷出其中每小段電流元受到的安培力的方向，再判斷整段電流所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向。,例：如圖把輕質(zhì)導(dǎo)線圈掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，判斷線圈如何運(yùn)動(dòng)？,2、等效分析法：環(huán)形電流可等效為小磁針，條形磁鐵或小磁針也可以等效為環(huán)形電流，通電螺線管可等效為多個(gè)環(huán)形電流或條形磁鐵。,例：如圖在條形磁鐵N極處懸掛一個(gè)線圈，當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針方向的電流時(shí)，線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？,3、結(jié)論法： 兩電流平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同

11、向電流相互吸引，反向電流相互排斥。 兩電流不平行相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到相互平行且電流方向相同且靠近的趨勢(shì)。,例：,4 、特殊位置法：根據(jù)通電導(dǎo)體在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運(yùn)動(dòng)方向，然后推廣到一般位置。,例：如圖所示，蹄形磁鐵固定，通電直導(dǎo)線AB可自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時(shí)，俯視導(dǎo)體，導(dǎo)體AB將（AB的重力不計(jì)） A、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng) B、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng) C、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng) D、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng),5、轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：對(duì)于定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用

12、力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向。,例：如圖所示，條形磁鐵平放于水平桌面上。在它的正中央上方偏右固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直?，F(xiàn)給導(dǎo)線中通以垂直紙面向內(nèi)的電流，磁鐵保持靜止，那么磁鐵受到的支持力和摩擦力如何變化？,【例與練】如圖所示，臺(tái)秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為F1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線，電流方向如圖，當(dāng)通上電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是( ) A.F1F2，彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) B.F1F2，彈簧長(zhǎng)度將變短 C.F1F2，彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) D.F1F2，彈簧長(zhǎng)度將變短,B,安培力的特點(diǎn) 方向：安培力的方向

13、與線圈平面垂直 大?。喊才嗔Φ拇笮∨c通過的電流成正比,二磁電式電流表,1、基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈,2、工作原理,磁場(chǎng)特點(diǎn) 方向：沿徑向均勻輻射地分布 大?。涸诰噍S線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,3、優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，能測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很小,表盤刻度特點(diǎn) 由于導(dǎo)線在安培力作用下帶動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，游絲變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力越大，形變就越大，所以指針偏角與通過線圈的電流I成正比，表盤刻度均勻,【例與練】 （2011全國(guó)理綜）.電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條

14、軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是（ ） A.只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍 B.只將電流I增加至原來的2倍 C.只將彈體質(zhì)量減至原來的一半 D.將彈體質(zhì)量減至原來的一半， 軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變,BD,第三課時(shí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用,vB時(shí)，洛倫茲力F0 (0或180) vB時(shí)，洛倫茲力FqvB (90),一洛倫茲力的大小和方向,1、定義：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力,2、洛倫茲

15、力的大?。篎qvBsin，為v與B的夾角,判定方法：應(yīng)用左手定則，注意四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v.即F垂直于B和v決定的平面(注意B和v可以有任意夾角),3、洛倫茲力的方向,特別提醒： （1）洛倫茲力只改變粒子速度方向不改變速度大小 （2）洛倫茲力的方向總是與粒子速度方向垂直所以洛倫茲力始終不做功 （3）安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但各自的表現(xiàn)形式不同，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永遠(yuǎn)不做功，而安培力對(duì)通電導(dǎo)線可做正功，可做負(fù)功，也可不做功,若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng),二帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(只受

16、洛倫茲力）,1、速度方向與磁場(chǎng)方向平行,若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng),2、速度方向與磁場(chǎng)方向垂直,3、帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本公式：,向心力公式：,軌道半徑公式：,周期公式：,特別提醒：T的大小與軌道半徑r和運(yùn)行速率v無關(guān)，只與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子的比荷q/m有關(guān),三、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1圓心的確定,兩種情形,已知入射方向和出射方向時(shí)，可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌跡的圓心(如圖所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn)),已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時(shí)，可以通過入射點(diǎn)

17、作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌跡的圓心(如圖所示，P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn)),帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖),平行邊界(存在臨界條件，如圖),圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖),2半徑的確定,用幾何知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等),求出該圓的可能半徑(或圓心角)并注意以下兩個(gè)重要的幾何特點(diǎn)：,粒子速度的偏向角()等于回旋角 ()，并等于AB弦與切線的夾角(弦切角)的2倍 (如圖) ， 即=2=t,直接根據(jù)公式 t =s / v 或 t =/求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)應(yīng)的

18、圓心角為時(shí)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間可由下式表示：,3. 運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定,或,【例與練】電子以垂直磁場(chǎng)的速度v從圖的P處沿PQ方向進(jìn)入長(zhǎng)d，高h(yuǎn)的矩形PQNM勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，結(jié)果從N離開磁場(chǎng)。若電子質(zhì)量為m，電荷量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則( ) A.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 C.電子橫向偏移 D.偏向角滿足,BD,【例與練】 （2011海南卷）.空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中的正方形為其邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計(jì)重力。下列說法正確的是( ) A.

19、入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同 C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同 D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子， 其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大,BD,【例與練】如圖所示，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過平面直角坐標(biāo)系的第 I 象限，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.一質(zhì)量為 m、帶電量為 q 的粒子以速度 v 從 O 點(diǎn)沿著與 y 軸夾角為30方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到 A 點(diǎn)時(shí)速度方向與 x 軸的正方向相同，不計(jì)粒子重力，則（ ） A、粒子帶負(fù)電 B、點(diǎn)A與x軸的距離為 C、粒子由O到A經(jīng)歷的時(shí)間為 D、粒子運(yùn)動(dòng)的速度沒有變化,AC,【例與練】如圖所示，在半徑

20、為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)在邊長(zhǎng)為2R的正方形區(qū)域里也有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同兩個(gè)相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)在M點(diǎn)射入的帶電粒子，其速度方向指向圓心；在N點(diǎn)射入的帶電粒子，速度方向與邊界垂直，且N點(diǎn)為正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)，則下列說法正確的是( ) A帶電粒子在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間可能相同 B從M點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng) C從N點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng) D從N點(diǎn)射入的帶電粒子不可能比M點(diǎn)射入的帶電粒子先飛出磁場(chǎng),ABD,【例與練】如圖甲所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界過原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)a(0，L).一質(zhì)量為m、電荷

21、量為e的電子從a點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場(chǎng)，并從x軸上的b點(diǎn)射出磁場(chǎng)，此時(shí)速度的方向與x軸正方向的夾角為60.下列說法正確的是( ) A.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C.磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)為 D.電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為(0，2L),BC,【例與練】如圖所示，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電，現(xiàn)將三個(gè)小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過圓形軌道的最高點(diǎn)，則( )

22、A經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等 B經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小 C甲球的釋放位置比乙球的高 D運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變,CD,【例與練】 （2011浙江）.利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng)。一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是（ ） A. 粒子帶正電 B. 射出粒子的最大速度為 C. 保持d和L不變，增大B，射出粒 子的最大速度與最小速度之差增大 D.

23、保持d和B不變，增大L，射出粒 子的最大速度與最小速度之差增大,BC,【例與練】如圖所示，帶負(fù)電的粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，出磁場(chǎng)時(shí)速度偏離原方向 60角，已知帶電粒子質(zhì)量 m310-20Kg， 電量 q10-13C，速度 v0105 m/s，磁場(chǎng) 區(qū)域的半徑 R310-1m，不計(jì)重力， 求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。,解析：畫出軌跡和半徑如圖所示。,帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有：,【例與練】（05年廣東卷）如圖所示，在一個(gè)圓形域內(nèi)，兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60.一質(zhì)量為m、帶電量為 +q 的粒子以某

24、一速度從區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場(chǎng)，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入?yún)^(qū)，最后再 從A4處射出磁場(chǎng)。已知該粒 子從射入到射出磁場(chǎng)所用的 時(shí)間為t，求區(qū)和區(qū)中 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。ê雎粤?子重力）。,解析：畫出軌跡如圖所示。,由幾何關(guān)系可知：r1=2r2。,所以B2=2B1,由以上各式可解得：,【例與練】(04年廣東卷）如圖，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0.60 T。磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光干板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行。在距ab的距離為l16 cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是v3.0106 m

25、/s。已知粒子的電荷與質(zhì)量之比q/m5.0107 C/kg。現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。,解析：帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有：,可見，2RlR.,因朝不同方向發(fā)射的粒子的圓軌跡都過S,任何粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過2R, 作出軌跡如圖所示。,由圖中幾何關(guān)系得：,第五課時(shí)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),【例與練】在圖中實(shí)線框所示的區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)恰好能沿直線 MN 從左至右通過這一區(qū)域那么勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向可能為下列哪種情況（ ） A勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直于紙面向外 B勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，

26、勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直于紙面向里 C勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上 D勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向都水平向右,BD,【例與練】如圖所示，空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) E 和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B，一個(gè)質(zhì)量為 m、帶電量為q 的小球套在不光滑的足夠長(zhǎng)的豎直絕緣桿上，自靜止開始下滑，則（ ） A小球的動(dòng)能不斷增大，直到某一最大值 B小球的加速度不斷減小，直至為零 C小球的加速度先增大后減小，最終為零 D小球的速度先增加后減小，最終為零,AC,若小球與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求： 小球速度為多大時(shí)，加速度最大? 最大值是多少? 小球下滑的最大速度是多少?,【例與練】如圖所示，帶電平行板中勻強(qiáng)電場(chǎng)

27、豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)過軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)動(dòng)過程中( ) A、其動(dòng)能將會(huì)增大 B、其電勢(shì)能將會(huì)增大 C、小球所受的洛倫茲力將會(huì)增大 D、小球所受的電場(chǎng)力將會(huì)增大,ABC,【例與練】如圖所示，空間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在光滑水平面上固定一個(gè)帶負(fù)電的小球A，另有一個(gè)帶正電的小球Q.現(xiàn)給小球Q一合適的初速度，Q將在水平面上按圖示的軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng).在運(yùn)動(dòng)過程中，由于Q內(nèi)部的因素，從Q中分離出一小塊不帶電的物質(zhì)C(可以認(rèn)為剛分離時(shí)兩者速度相同)，則此后

28、( ) A.Q會(huì)向圓外飛去，C做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.Q會(huì)向圓外飛去，C做勻速圓周運(yùn)動(dòng) C.Q會(huì)向圓內(nèi)飛去，C做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.Q會(huì)向圓內(nèi)飛去，C做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C,【例與練】如圖 所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢(shì)差為 U, 帶電粒子以某一初速度 v0 沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的 M、N 兩點(diǎn)間的距離 d 隨著 U 和 v0 的變化情況為（ ） Ad 隨 v0 增大而增大，d 與 U 無關(guān) Bd 隨 v0 增大而增大，d 隨 U 增大而增大 Cd 隨 U 增大而增大，d 與 v0 無關(guān) Dd 隨 v0 增大

29、而增大，d 隨 U 增大而減小,A,解析：,【例與練】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m2.010-11kg，電荷量 q1.010-5C 的帶電微粒(重力忽略不計(jì))，從靜止開始經(jīng) U1100V 電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓 U2100V金屬板長(zhǎng)L20cm，兩板間距 。 求： (1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度 v0 的大小； (2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角； (3)若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D10cm，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？,解析（1）由動(dòng)能定理得：,（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有：,（3）進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是： 軌跡如圖所示,由幾

30、何關(guān)系有：,洛倫茲力提供向心力有：,由以上各式可求得：,【例與練】如圖所示，相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小分別為E和B，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的油滴，從a點(diǎn)以水平速度v0 飛入，經(jīng)過一段時(shí)間后運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，試計(jì)算： (1)油滴剛進(jìn)入疊加場(chǎng)a點(diǎn)時(shí)的加速度； (2)若到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，偏離入射方向的距離為d， 則其速度是多大？,解析： (1)如圖 ，油滴在 a 點(diǎn)受三個(gè)力，豎直向下的重力、電場(chǎng)力及豎直向上的洛倫茲力，由牛頓定律 Bqv(mgqE)ma得：,方向豎直向上,(2)從 a 運(yùn)動(dòng)到 b，重力、電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：,【例與練】（04全國(guó)卷）如圖所示，在y0的空間中

31、存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過y軸 上y=-2h處的P3點(diǎn)。不計(jì)重力。求 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。 粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向。 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。,解析：（1）粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。設(shè)粒子從P1到P2的時(shí)間為t，電場(chǎng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中的加速度為a，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有,解得：,(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度沿x方向的分量仍為v0，以v1表示速度沿y方向分量的大

32、小，v表示速度的大小，表示速度和x軸的夾角，則有：,又：,解得：,得：,(3)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在洛倫茲力作用下粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律,r是圓周的半徑、此圓周與x軸和y軸的交點(diǎn)為P2、P3，因?yàn)镺P2=OP3，=450，由幾何關(guān)系可知，連線P2P3為圓軌道的直徑，由此可求得,【例與練】在如右圖所示的直角坐標(biāo)系中，x軸的上方存在與x軸正方向成45角斜向右下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E 104 V/m。x軸的下方有垂直于xOy面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2102 T。把一個(gè)比荷為q/m2108 C/kg的正點(diǎn)電荷從坐標(biāo)為(0,1)的A點(diǎn)處由靜止釋放。電荷所受的重力忽略不

33、計(jì)。 (1)求電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間； (2)求電荷在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑(保留兩位有效數(shù)字)； (3)當(dāng)電荷第二次到達(dá)x軸上時(shí)， 電場(chǎng)立即反向，而場(chǎng)強(qiáng)大小不 變，試確定電荷到達(dá)y軸時(shí)的 位置坐標(biāo),解：(1)電荷從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動(dòng)到x軸上C點(diǎn)的過程：,(2)電荷到達(dá)C點(diǎn)的速度為,即電荷在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為0.71 m,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)：,速度方向與x軸正方向成45角。,得：,(3)如圖，軌跡圓與x軸相交的弦長(zhǎng)為：,所以電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O再次進(jìn)入電場(chǎng)中，且速度方向與電場(chǎng)方向垂直，電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),解得：,則類平拋運(yùn)動(dòng)中垂直于電場(chǎng)方向的位移,即電荷到達(dá)y軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)為( 0, 8 ),設(shè)到達(dá)y 軸的時(shí)間為t1，則：,【例與練】 （2011安徽） 如圖所示，在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出。 （1）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。 （2）若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入，經(jīng)t0/2時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運(yùn)動(dòng)加速度的大小。 （3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子 仍從O點(diǎn)射入，且速度為原來 的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的 時(shí)間。,解析