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人教高中物理选修3-1同步导学课件：章末小结3 .ppt

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1、物理选修3 1 人教版第三章磁场场章末小结结 1 知识结识结构 2 规规律方法 3 触及高考知识识结结构磁场磁场规规律方法一有关安培力问题的分析与计算安培力是一种性质力既可以使通电导体静止运动或转动又可以对通电导体做功因此有关安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问题一样先取研究对象进行受力分析判断通电导体的运动情况然后根据题目中的条件由牛顿定律或动能定理等规律求解具体求解应从以下几个方面着手分析 1 安培力的大小当通电导体与磁场方向垂直时 F ILB 当通电导体与磁场方向平行时 F 0 当通电导体和磁场方向的夹角为时 F ILBsin 2 安培力的方向由左手定则判断安培力垂直于磁场的方向也垂直于导线的方向即安培力垂直于磁场和导线所决定的平面但磁场与导线可以不垂直 3 解决安培力问题的一般步骤先画出通电导线所在处的磁感线的方向用左手定则确定通电导线所受安培力的方向根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程根据牛顿运动定律或动能定理求解二有关洛伦兹力的多解问题要充分考虑带电

2、粒子的电性磁场方向轨迹及临界条件的多种可能性画出其运动轨迹分阶段分层次地求解常见的多解问题有以下几种 1 带电粒子电性不确定造成多解受洛伦兹力作用的带电粒子可能带正电也可能带负电在相同的初速度的条件下正负粒子在磁场中运动轨迹不同形成多解如图甲所示带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场如带正电其轨迹为a 如带负电其轨迹为b 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多解如图乙所示带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场如B垂直纸面向里其轨迹为a 如B垂直纸面向外其轨迹为b 3 临界状态不惟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如图丙所示于是形成了多解 4 运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场部分是磁场的空间运动时运动往往具有往复性从而形成多解如图丁所示 AC 三带电粒子在复合场中的运动复合场是指电场磁场和重力场并存或其中某两种场并

3、存的场或场分区域存在 1 三种场的比较力的特点功和能的特点重力场大小 G mg 方向竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变重力势能静电场大小 F qE 方向正电荷受力方向与电场强度的方向相同负正电荷受力方向与电场强度的方向相反电场力做功与路径无关W qU 电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力的大小 F qvB 方向符合左手定则洛伦兹力不做功不改变电荷的动能 2 带电粒子在复合场中的运动分类 1 静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时将处于静止状态或做匀速直线运动 2 匀速圆周运动在三场并存的区域中当带电粒子所受的重力与电场力大小相等方向相反时带电粒子在洛伦兹力的作用下在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动 3 较复杂的曲线运动当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化且与初速度方向不在同一条直线上粒子做非匀变速曲线运动这时粒子的运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线 4 分阶段运动带电粒子可能依次通过几种不同情况的复合场区域其运动情况随区域发生变化其运动过程由几种不同的运动阶段组成注意研究带电粒子

4、在复合场中的运动时首先要明确各种不同力的性质和特点其次要正确地画出其运动轨迹再选择恰当的规律求解一般情况下电子质子粒子等微观粒子在复合场中所受的重力远小于电场力磁场力因而重力可以忽略如果有具体数据可以通过比较来确定是否考虑重力在有些情况下需要由题设条件来确定是否考虑重力 3 求解带电粒子在复合场中的运动问题的一般步骤 1 选带电粒子为研究对象 2 对带电粒子进行受力分析 3 依据受力情况判定带电粒子的运动形式 4 分析运动过程并结合力学规律列方程或画图象然后求解 1 油滴在第三象限运动时受到的重力电场力洛伦兹力三力的大小之比并指出油滴带何种电荷 2 油滴在P点得到的初速度大小 3 油滴在第一象限运动的时间触及高考 1 本章知识是高考的热点主要考查磁场的基本概念安培力和洛伦兹力的判断和应用侧重于带电粒子在磁场中的匀速圆周运动带电粒子在复合场中运动等问题多以选择题和综合计算题的形式出现 2 带电粒子在复合场中的运动是高考的重点之一能综合考查重力电场力磁场力的分析各种力做功能量转化的关系圆周运动动力学知识以及考

5、生的分析和综合应用能力覆盖考点较多是历年高考的一个命题热点难度较大在学习中我们要加倍努力一考题探析 C 解析 1 粒子运动的轨迹如图 a 所示粒子在电场中的轨迹为抛物线在磁场中为圆弧上下对称图 a 图 b 二临场练兵 C 解析由梦溪笔谈中的记载和题中磁感线分布示意图可知地球内部也存在磁场地磁南极在地理北极附近地理南北极与地磁场的南北极不重合在两极附近地球表面的地磁场方向不与地面平行 C项错误 A B项正确射向地球赤道的带电宇宙射线粒子与地磁场的磁感线不平行故受洛伦兹力的作用 D项正确 BC C 4 2018 全国卷 24 如图从离子源产生的甲乙两种离子由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场磁场方向垂直于纸面向里磁场左边界竖直已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1 并在磁场边界的N点射出乙种离子在MN的中点射出 MN长为l 不计重力影响和离子间的相互作用求 1 磁场的磁感应强度大小 2 甲乙两种离子的比荷之比 5 2017 天津卷 11 平面直角坐标系xOy中第象限存在垂直于平面向里的匀强磁场第象限存在沿y轴负方向的匀强电场如图所示一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动 Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍粒子从坐标原点O离开电场进入磁场最终从x轴上的P点射出磁场 P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等不计粒子重力问 1 粒子到达O点时速度的大小和方向 2 电场强度和磁感应强度的大小之比

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