高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2 第1單元 氧化還原反應(yīng)課件 蘇教版 (110)

1、磁場(chǎng)第第 八八 章章第第2424講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用考綱要求考情分析命題趨勢(shì)1.洛倫茲力、洛倫茲力的方向2.洛倫茲力的計(jì)算公式3.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2016全國卷，182016全國卷，182015全國卷，142015全國卷，192014全國卷，162014全國卷，20高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查主要是以選擇題或計(jì)算題的形式考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題說明：洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形欄目導(dǎo)航板板 塊塊 一一板板 塊塊 二二板板 塊塊 三三板板 塊塊 四四 1洛倫茲力的大小和方向 (1)定義：磁場(chǎng)對(duì)_的作用力 (2)大小 vB時(shí)，F(xiàn)_； vB時(shí)，F(xiàn)_

2、； v與B夾角為時(shí)，F(xiàn)_.考點(diǎn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷 0qvB qvBsin (3)方向 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)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_決定的平面(注意B和v可以有任意夾角) 2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (1)若vB，帶電粒子以入射速度v做_運(yùn)動(dòng) (2)若vB，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速度v做_運(yùn)動(dòng)B、v 勻速直線勻速直線 勻速圓周勻速圓周 (3)基本公式 向心力公式：qvB_； 軌道半徑公式：r_； 周期公式：T_. (4)用左手定則判斷洛倫茲力方向時(shí)，四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向() (5)帶電粒子在磁

3、場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑與粒子的比荷成正比() (6)當(dāng)帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若v與B夾角為銳角時(shí)，帶電粒子的軌跡為螺旋線() 2(對(duì)洛倫茲力的理解)帶電荷量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 () A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同 B如果把q改為q，且速度反向，大小不變，則其所受洛倫茲力的大小、方向均不變 C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直 D粒子在只受洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、速度均不變B 3(安培定則、左手定則)如圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示一帶正電的粒

4、子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是() A向上B向下 C向左 D向右B 解析：據(jù)題意，由安培定則可知，b、d兩通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相抵消，a、c兩通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均向左，所以四條通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向向左由左手定則可判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向向下，正確選項(xiàng)為B 1洛倫茲力的特點(diǎn) (1)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意區(qū)分正、負(fù)電荷 (2)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)，洛倫茲力的方向也隨之變化 (3)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力作用 (4)洛倫茲力一定不做功一對(duì)洛倫茲力的理解 2洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較洛倫茲力電場(chǎng)力產(chǎn)生條件v

5、0且v不與B平行電荷處在電場(chǎng)中大小FqvB(vB)FqE力方向與場(chǎng)方向的關(guān)系FB，F(xiàn)vFE做功情況任何情況下都不做功可能做功，也可能不做功 洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別 (1)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是相同性質(zhì)的力，都是磁場(chǎng)力 (2)安培力可以做功，而洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功ABD 1圓心的確定 (1)基本思路：與速度方向垂直的直線和圖中弦的中垂線一定過圓心 (2)兩種常見情形 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)就是圓弧軌道的圓心(如圖甲所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn))二帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)已知入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置

6、時(shí)，可以先通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，再連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如圖乙所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn))2半徑的確定和計(jì)算利用平面幾何關(guān)系，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)：(1)粒子速度的偏向角等于圓心角，并等于AB弦與切線的夾角(弦切角)的2倍(如圖所示)，即2t.(2)相對(duì)的弦切角相等，與相鄰的弦切角互補(bǔ)，即180. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的解題步驟 例2(2017湖北武漢模擬)如圖所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)

7、后，其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成角設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力，求： (1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R， (2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t； (3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r.三帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問題 求解帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)多解問題的技巧 (1)分析題目特點(diǎn)，確定題目多解的形成原因 (2)作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖(全面考慮多種可能性) (3)若為周期性重復(fù)的多解問題，尋找通項(xiàng)式，若是出現(xiàn)幾種解的可能性，注意每種解出現(xiàn)的條件 1帶電粒子電性不確定形成多解 受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在相同的初速度的條件下，正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，

8、形成多解 如圖，帶電粒子以速率v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如帶正電，其軌跡為a，如帶負(fù)電，其軌跡為b. 例3如圖所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MM和NN是它的兩條邊界現(xiàn)有質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場(chǎng)射入要使粒子不能從邊界NN射出，則粒子入射速率v的最大值可能是多少？ 2磁場(chǎng)方向不確定形成多解 有些題目只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的多解 例4一電子某時(shí)刻以固定的正電荷為圓心在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直它所運(yùn)動(dòng)的平面，電子所受電場(chǎng)力恰好是磁場(chǎng)對(duì)它的作用的3倍，若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)

9、強(qiáng)度為B，那么，電子運(yùn)動(dòng)的角速度可能是() A4Be/m B3Be/m C2Be/m DBe/mAC 解析：由于本題中沒有明確磁場(chǎng)方向和電子的環(huán)繞方向，所以電子受洛倫茲力的方向有兩種可能一種可能是F電和F洛同時(shí)指向圓心，如圖甲、乙所示；另一種可能是F電和F洛一個(gè)指向圓心，另一個(gè)背離圓心，如圖的丙、丁所示所以本題有兩個(gè)解 在圖甲、乙兩種情況下：F電F洛mv、F電3F洛，聯(lián)解方程可得4Be/m. 在圖丙、丁兩種情況下：F電F洛mv、F電3F洛，聯(lián)解方程可得2Be/m. 3臨界狀態(tài)不唯一形成多解 帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過180

10、從入射界面這邊反向飛出，于是形成了多解，如圖所示 例5長為L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為L，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，求速度的取值范圍 解析：由左手定則判斷粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向上偏，很明顯，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于某值r1時(shí)粒子可以從極板右邊穿出，而半徑小于某值r2時(shí)粒子可從極板的左邊穿出 4運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解 帶電粒子在部分是電場(chǎng)，部分是磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)往往具有往復(fù)性，從而形成多解如圖所示 例6(2017華中師大附中模擬)如圖甲所

11、示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示有一群正離子在t0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng)已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小 (2)要使正離子從O垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0的可能值BD B 解析：剛開始，A與B一起水平向左加速運(yùn)動(dòng)，已知A帶正電，根據(jù)左手定則可知，A受到的洛倫茲力方向豎直向下，大小逐漸增大，即A、B之間的

12、正壓力逐漸增大，若A、B之間無相對(duì)滑動(dòng)，則A加速度恒定，對(duì)B摩擦力恒定，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤：A所受洛倫茲力大小F洛BvqBqat，可見，F(xiàn)洛與t成正比，F(xiàn)洛t圖象是一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，A對(duì)B壓力大小FNmAgF洛mAgBqat，B對(duì)地面的壓力為FNFNmBg(mAmB)gBqat，顯然，選項(xiàng)B正確 3(2016鄭州外校期中測(cè)試)如圖所示，虛線框?yàn)橐婚L方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束電子以不同的速率從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)、沿圖中方向射入磁場(chǎng)后，分別從a、b、c、d四點(diǎn)射出磁場(chǎng)，比較它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間ta、tb、tc、td的大小關(guān)系是() Atatbtctd Btatbtctd CtatbtctctdDB 答題送檢來自閱卷名師報(bào)告錯(cuò)誤致錯(cuò)原因扣分漏選A或D對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)情境分析不透，誤以為無論小球的速度多大，由于管道粗糙，小球最終都會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，從而只選C項(xiàng)而遺漏A、D項(xiàng).61(多選)(2017廣東廣州質(zhì)檢)如圖所示，真空中xOy平面內(nèi)有一束寬度為d的帶正電粒子束沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，所有粒子為同種粒子，速度大小相等，在第一象限內(nèi)有一方向垂直xOy平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)(圖中未畫出)，所有帶電粒子通過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都會(huì)聚于x軸上的a點(diǎn)下列說法中正確的是()A磁場(chǎng)方向一定是垂直xOy平面向里B所有粒子通過磁場(chǎng)區(qū)的時(shí)間相同C所有粒子在磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的半徑相等D磁場(chǎng)區(qū)