高二物理磁場

1、專題九專題九 磁場磁場考情深度解讀考情深度解讀專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 一、三種場力的綜合比較一、三種場力的綜合比較場力場力比較項目比較項目電場力電場力洛倫茲力洛倫茲力重力重力力的大小力的大小FEq與電荷的運與電荷的運動情況無關(guān)，動情況無關(guān)，在勻強電場中在勻強電場中為恒力為恒力與速度大小和方向有關(guān)，與速度大小和方向有關(guān)，電荷靜止或速度方向與磁電荷靜止或速度方向與磁場方向平行時不受洛淪茲場方向平行時不受洛淪茲力力電荷運動方向與磁場方電荷運動方向與磁場方向垂直時洛倫茲力最大，向垂直時洛倫茲力最大，fqBvGmg與物體的運動與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，在地狀態(tài)無關(guān)，在地球表面附近可以球表面附

2、近可以看成一個恒力看成一個恒力專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 場力場力比較項目比較項目電場力電場力洛倫茲力洛倫茲力重力重力力的方向力的方向正電荷受到電場正電荷受到電場力方向與力方向與E方向相同方向相同負電荷受到電場負電荷受到電場力方向與力方向與E方向相反方向相反F與與E方向互相平方向互相平行行洛倫茲力方向垂洛倫茲力方向垂直于磁場方向和速直于磁場方向和速度方向所確定的平度方向所確定的平面面用左手定則確定用左手定則確定洛倫茲力的方向，洛倫茲力的方向，應(yīng)注意電荷的正負應(yīng)注意電荷的正負方向總是豎直方向總是豎直向下向下與重力加速度與重力加速度方向相同方向相同專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀

3、 場力場力比較項目比較項目電場力電場力洛倫茲力洛倫茲力重力重力作用效果作用效果可以改變速度的大小和可以改變速度的大小和方向方向只能改變速度的只能改變速度的方向，而不能改方向，而不能改變速度的大小變速度的大小可以改變速度的大可以改變速度的大小和方向小和方向?qū)ｎ}九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 場力場力比較項目比較項目電場力電場力洛倫茲力洛倫茲力重力重力做功特點做功特點做多少功與路徑無關(guān)，做多少功與路徑無關(guān)，而與初末位置之間的電而與初末位置之間的電勢差有關(guān)電場力做正勢差有關(guān)電場力做正功，電勢能減少；電場功，電勢能減少；電場力做負功，電勢能增加力做負功，電勢能增加洛倫茲力對電荷洛倫茲力對電荷不做功

4、，因為洛不做功，因為洛倫茲力方向總是倫茲力方向總是和速度方向垂直和速度方向垂直做多少功與路徑無做多少功與路徑無關(guān)，而與初末位置關(guān)，而與初末位置之 間 的 高 度 差 有之 間 的 高 度 差 有關(guān)重力做正功，關(guān)重力做正功，重力勢能減少；重重力勢能減少；重力做負功，重力勢力做負功，重力勢能增加能增加專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 二、安培力與洛倫茲力的對比二、安培力與洛倫茲力的對比比較項目比較項目安培力安培力洛倫茲力洛倫茲力作用對象作用對象通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體(電流電流)運動電荷運動電荷力的大小力的大小I和和B垂直時最大：垂直時最大：F安安BIlI和和B平行時最?。浩叫袝r最?。篎安安0v和和

5、B垂直時最大：垂直時最大：F洛洛qvBv和和B平行時最?。浩叫袝r最?。篎洛洛0力的方向力的方向左手定則：左手定則：F安安與與I垂直，與垂直，與B垂直，垂直，F(xiàn)安安總垂直于總垂直于I與與B確確定的平面定的平面左手定則：左手定則：F洛洛與與v垂直，與垂直，與B垂直，垂直，F(xiàn)洛洛總垂直于總垂直于v與與B確確定的平面定的平面專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 比較項目比較項目安培力安培力洛倫茲力洛倫茲力做功情況做功情況安培力做功，將電能轉(zhuǎn)化安培力做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他能；克服安培力做為其他能；克服安培力做功，將其他能轉(zhuǎn)化為電能功，將其他能轉(zhuǎn)化為電能洛倫茲力對運動電荷不做功洛倫茲力對運動電荷不做功作

6、用效果作用效果改變導(dǎo)體棒的運動狀態(tài)改變導(dǎo)體棒的運動狀態(tài)只改變電荷的速度方向，不只改變電荷的速度方向，不改變速度大小改變速度大小專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 比較項目比較項目安培力安培力洛倫茲力洛倫茲力聯(lián)系聯(lián)系安培力實際上是在導(dǎo)線中定向運動的電荷所受到的洛安培力實際上是在導(dǎo)線中定向運動的電荷所受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力的方向和安培力的方向均用左手定則判斷洛倫茲力的方向和安培力的方向均用左手定則判斷專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 三、帶電粒子在電場和磁場中運動的比較三、帶電粒子在電場和磁場中運動的比較運動形式運動形式比較項目比較項目帶電粒子在勻強帶電粒子在勻

7、強電場中加速電場中加速(v0與與電場線平行或為電場線平行或為零零)帶電粒子在帶電粒子在勻強電場中勻強電場中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(v0E)帶電粒子在勻帶電粒子在勻強磁場中勻速強磁場中勻速運動運動(v0與磁感與磁感線平行線平行)帶電粒子在帶電粒子在勻強磁場中勻強磁場中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(v0與磁與磁感線垂直感線垂直)受力特點受力特點受到恒定的電場力；電場力受到恒定的電場力；電場力做功做功不受磁場力作不受磁場力作用用受磁場力作受磁場力作用；但磁場用；但磁場力不做功力不做功專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 運動形式運動形式比較項目比較項目帶電粒子在帶電粒子在勻強電場中勻強電場中加速加速(v0與電與電場線平行或場線平行

8、或為零為零)帶電粒子在帶電粒子在勻強電場中勻強電場中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(v0E)帶電粒子在帶電粒子在勻強磁場中勻強磁場中勻速運動勻速運動(v0與磁感線平與磁感線平行行)帶電粒子在帶電粒子在勻強磁場中勻強磁場中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(v0與磁與磁感線垂直感線垂直)運動特征運動特征勻變速直線勻變速直線運動運動類平拋運動類平拋運動勻速直線運勻速直線運動動勻速圓周運勻速圓周運動動研究方法研究方法牛頓運動定牛頓運動定律、勻變速律、勻變速運動規(guī)律運動規(guī)律牛頓運動定牛頓運動定律、勻變速律、勻變速運動公式、運動公式、正交分解法正交分解法勻速直線運勻速直線運動公式動公式牛頓運動定牛頓運動定律、向心力律、向心力公式、圓的公式、圓的幾何知

9、識幾何知識專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 運動形式運動形式比較項目比較項目帶 電 粒 子 在帶 電 粒 子 在勻 強 電 場 中勻 強 電 場 中加速加速(v0與電與電場 線 平 行 或場 線 平 行 或為零為零)帶 電 粒 子 在帶 電 粒 子 在勻 強 電 場 中勻 強 電 場 中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(v0E)帶 電 粒 子 在帶 電 粒 子 在勻 強 磁 場 中勻 強 磁 場 中勻速運動勻速運動(v0與 磁 感 線 平與 磁 感 線 平行行)帶 電 粒 子 在帶 電 粒 子 在勻 強 磁 場 中勻 強 磁 場 中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(v0與磁與磁感線垂直感線垂直)表達方式表達方式如 何 求 運 動如 何

10、 求 運 動時 間 、 速 度時 間 、 速 度和位移和位移如 何 求 飛 行如 何 求 飛 行時 間 、 偏 移時 間 、 偏 移量和偏轉(zhuǎn)角量和偏轉(zhuǎn)角如 何 求 時 間如 何 求 時 間和偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 運動形式運動形式比較項目比較項目帶電粒子在勻帶電粒子在勻強電場中加速強電場中加速(v0與電場線與電場線平行或為零平行或為零)帶電粒子在勻帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)強電場中偏轉(zhuǎn)(v0E)帶電粒子在勻帶電粒子在勻強磁場中勻速強磁場中勻速運動運動(v0與磁與磁感線平行感線平行)帶電粒子在勻帶電粒子在勻強磁場中偏轉(zhuǎn)強磁場中偏

11、轉(zhuǎn)(v0與磁感線與磁感線垂直垂直)運動情景運動情景專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 四、帶電粒子四、帶電粒子(質(zhì)點質(zhì)點)在復(fù)合場中的運動在復(fù)合場中的運動1帶電質(zhì)點帶電質(zhì)點(考慮重力考慮重力)在復(fù)合場中的運動在復(fù)合場中的運動(1)帶點質(zhì)點在復(fù)合場中的運動有兩種情況：一是帶點質(zhì)點在復(fù)合場中的運動有兩種情況：一是“疊加式疊加式”復(fù)復(fù)合場，即重力場、電場和磁場三者或其中任意兩者共存于同一區(qū)合場，即重力場、電場和磁場三者或其中任意兩者共存于同一區(qū)域的場；一是域的場；一是“組合式組合式”復(fù)合場，指電場與磁場同時存在，但不重復(fù)合場，指電場與磁場同時存在，但不重疊出現(xiàn)在同一區(qū)域的情況帶電質(zhì)點在復(fù)合場中的

12、運動疊出現(xiàn)在同一區(qū)域的情況帶電質(zhì)點在復(fù)合場中的運動(包括平衡包括平衡)說到底仍然是一個力學(xué)問題，只要掌握好不同的場對帶電體作用說到底仍然是一個力學(xué)問題，只要掌握好不同的場對帶電體作用力的特點，從分析帶電體的受力情況和運動情況著手，充分發(fā)掘力的特點，從分析帶電體的受力情況和運動情況著手，充分發(fā)掘隱含條件，建立清晰的物理情景，最終把物理模型轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表隱含條件，建立清晰的物理情景，最終把物理模型轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表達式，即可求解達式，即可求解(2)解決復(fù)合場中帶電質(zhì)點運動的問題可從以下解決復(fù)合場中帶電質(zhì)點運動的問題可從以下兩個方面入手：兩個方面入手：動力學(xué)觀點動力學(xué)觀點(牛頓運動定律和運動學(xué)方程牛頓運動定

13、律和運動學(xué)方程)；能能量觀點量觀點(動能定理和機械能守恒定律或能量守恒定律動能定理和機械能守恒定律或能量守恒定律)專題九專題九 考情深度解讀考情深度解讀 2帶電粒子帶電粒子(不計重力不計重力)在復(fù)合場中的運動在復(fù)合場中的運動 (1)帶電粒子在復(fù)合場中只受電場力和洛倫茲力的作用，電帶電粒子在復(fù)合場中只受電場力和洛倫茲力的作用，電場力的方向由電性和電場方向共同決定，洛倫茲力方向要用左場力的方向由電性和電場方向共同決定，洛倫茲力方向要用左手定則準(zhǔn)確判斷手定則準(zhǔn)確判斷(2)對于對于“組合式組合式”的復(fù)合場中帶電粒子的運的復(fù)合場中帶電粒子的運動問題，往往是由粒子在電場和磁場中的兩個運動動問題，往往是由粒

14、子在電場和磁場中的兩個運動“連接連接”而而成，因此對粒子經(jīng)過連接點的速度大小和方向的分析是銜接兩成，因此對粒子經(jīng)過連接點的速度大小和方向的分析是銜接兩個運動的關(guān)鍵，一般是解題的突破口個運動的關(guān)鍵，一般是解題的突破口(3)“對稱性對稱性”是帶電粒子是帶電粒子在復(fù)合場中運動問題經(jīng)常呈現(xiàn)的一個特點，成為解題的另一突在復(fù)合場中運動問題經(jīng)常呈現(xiàn)的一個特點，成為解題的另一突破口破口要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究 探究點一磁場對通電導(dǎo)線的作用力探究點一磁場對通電導(dǎo)線的作用力例例1 1 20112011課標(biāo)全國卷課標(biāo)全國卷 電磁軌道炮工作原理如圖電磁軌道炮工作原理如圖391所示

15、待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持所示待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸電流良好接觸電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道從一條軌道流入，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的磁場流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強可視為勻強磁場磁場)，磁感應(yīng)強度的大小與，磁感應(yīng)強度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到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，理論上可采用的辦法是倍，理論上可采用的辦法是()專題九

16、專題九 要點熱點探究要點熱點探究A A只將軌道長度只將軌道長度L L變?yōu)樵瓉淼淖優(yōu)樵瓉淼? 2倍倍B B只將電流只將電流I I增加至原來的增加至原來的2 2倍倍C C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L L變?yōu)樵瓉淼淖優(yōu)樵瓉淼? 2倍，倍，其他量不變其他量不變專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究【點評】本題以近代科技在國防中的應(yīng)用為背景考查通電【點評】本題以近代科技在國防中的應(yīng)用為背景考查通電導(dǎo)體在磁場中的運動問題，可應(yīng)用動能定理分析電磁炮射出導(dǎo)體在磁場中的運動問

17、題，可應(yīng)用動能定理分析電磁炮射出時的速度與電流、質(zhì)量及軌道長度的關(guān)系，明確磁感應(yīng)強度時的速度與電流、質(zhì)量及軌道長度的關(guān)系，明確磁感應(yīng)強度隨電流的變化關(guān)系是解題的關(guān)鍵隨電流的變化關(guān)系是解題的關(guān)鍵專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究20112011上海卷上海卷 如圖如圖392所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m、長為長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細線懸掛于的直導(dǎo)線用兩絕緣細線懸掛于O、O，并處于勻強磁場，并處于勻強磁場中當(dāng)導(dǎo)線中通以沿中當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為懸線與豎直方向夾角為.則磁感應(yīng)強度方向和大小可能為則磁感應(yīng)強度方向和大小可能為(

18、)專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究 探究點二帶電粒子在磁場中的運動探究點二帶電粒子在磁場中的運動解析帶電粒子在磁場中運動的問題，應(yīng)畫出運動軌跡示意圖，解析帶電粒子在磁場中運動的問題，應(yīng)畫出運動軌跡示意圖，確定軌跡圓的圓心是關(guān)鍵常用下列方法確定圓心：已知軌跡確定軌跡圓的圓心是關(guān)鍵常用下列方法確定圓心：已知軌跡上某兩點速度方向，作出過兩點的速度的垂線，兩條垂線的交點上某兩點速度方向，作出過兩點的速度的垂線，兩條垂線的交點即圓心；已知軌跡上兩個點的位置，兩點連線的中垂線過圓即圓心；

19、已知軌跡上兩個點的位置，兩點連線的中垂線過圓心心帶電粒子在磁場中運動側(cè)重于運用數(shù)學(xué)知識帶電粒子在磁場中運動側(cè)重于運用數(shù)學(xué)知識(圓與三角形知識圓與三角形知識)求解，帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度、初速度與磁場邊界的夾角求解，帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度、初速度與磁場邊界的夾角往往是解題的關(guān)鍵，角度是確定圓心、運動方向的依據(jù)，更是計往往是解題的關(guān)鍵，角度是確定圓心、運動方向的依據(jù)，更是計算帶電粒子在磁場中運動時間的橋梁，如帶電粒子在磁場中運動算帶電粒子在磁場中運動時間的橋梁，如帶電粒子在磁場中運動的時間為的時間為t(是圓弧對應(yīng)的圓心角是圓弧對應(yīng)的圓心角)專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究帶電粒子在磁

20、場中的運動半徑不僅關(guān)聯(lián)速度的求解，而且?guī)щ娏Ｗ釉诖艌鲋械倪\動半徑不僅關(guān)聯(lián)速度的求解，而且在首先確定了運動半徑的情況下，可利用半徑發(fā)現(xiàn)題中隱含的在首先確定了運動半徑的情況下，可利用半徑發(fā)現(xiàn)題中隱含的幾何關(guān)系幾何關(guān)系專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究【點評】【點評】 帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的最長時間帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的最長時間為其運動軌跡所對應(yīng)的圓心角為為其運動軌跡所對應(yīng)的圓心角為90，據(jù)此畫出運動軌跡，據(jù)此畫出運動軌跡進行

21、求解確定帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動圓心的方法進行求解確定帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動圓心的方法有：有：圓心位于軌跡上某兩點速度方向垂線的交點上；圓心位于軌跡上某兩點速度方向垂線的交點上；將軌將軌跡上的兩位置連成弦，圓心就在弦的中垂線上；跡上的兩位置連成弦，圓心就在弦的中垂線上；將兩個速度將兩個速度方向延長相交，圓心就在兩速度方向夾角的補角的角平分線方向延長相交，圓心就在兩速度方向夾角的補角的角平分線上上專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究【高考命題者說】【高考命題者說】 本題考查考生運用帶電粒子在磁場中本題考查考生運用帶電粒子在磁場中運動的規(guī)律綜合分析解決問題的能力解決問題的關(guān)鍵是要找

22、運動的規(guī)律綜合分析解決問題的能力解決問題的關(guān)鍵是要找到最后離開磁場的粒子也是在磁場中運動時間最長的粒子的運到最后離開磁場的粒子也是在磁場中運動時間最長的粒子的運動軌跡試題中動軌跡試題中“從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子在磁場中做圓周運動周期的四分之一恰好為粒子在磁場中做圓周運動周期的四分之一”的敘述給出的敘述給出了在磁場中運動時間最長的粒子的運動時間經(jīng)過分析，粒子了在磁場中運動時間最長的粒子的運動時間經(jīng)過分析，粒子運動的半徑滿足題給的條件且是四分之一圓弧的軌跡只能是與運動的半徑滿足題給的條件且是四分之一圓弧的軌跡只能是與磁場的上邊界相切的一

23、段圓弧畫出其運動軌跡，就可以利用磁場的上邊界相切的一段圓弧畫出其運動軌跡，就可以利用圖中的幾何關(guān)系求解圖中的幾何關(guān)系求解專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究本題對考生的分析能力要求較高試題抽樣統(tǒng)計難度為本題對考生的分析能力要求較高試題抽樣統(tǒng)計難度為0.134，區(qū)分度為，區(qū)分度為0.603.有有41%的考生得的考生得0分，分，41%的考生得的考生得4分，分，5%的考生得的考生得6分分(引自教育部考試中心引自教育部考試中心2011課程標(biāo)準(zhǔn)實驗高考理科試題課程標(biāo)準(zhǔn)實驗高考理科試題分析第分析第158頁頁)專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究2011海南卷海南卷 空間存在方向垂直于紙面向里的勻空間存

24、在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，圖強磁場，圖394中的正方形為其邊界一細束由兩種粒子組中的正方形為其邊界一細束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射這兩種粒子帶同種點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重力下列說法正確的是不同速率的粒子不計重力下列說法正確的是()專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究A入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同入射速度相

25、同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同D在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大一定越大專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究例例2變式題變式題BD【解析】【解析】 帶電粒子進入磁場中后，在洛帶電粒子進入磁場中后，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，軌道半徑倫茲力的作用下做勻速圓周運動，軌道半徑R因所有粒因所有粒子比荷相同，若入射速度相同，則軌道半徑相同，軌跡一定相子比荷相同，若入射速度相同，則軌道半徑相同，軌跡一定相同，同，B選項正確；所有帶電粒

26、子做圓周運動周期選項正確；所有帶電粒子做圓周運動周期T相同，相同，所以軌跡所對圓心角越大的粒子在磁場中運動時間越長，所以軌跡所對圓心角越大的粒子在磁場中運動時間越長，D選項選項正確；若帶電粒子能從磁場左邊界射出，即使入射速度不同，正確；若帶電粒子能從磁場左邊界射出，即使入射速度不同，所用時間也一定相同，因為此情況時軌跡所對圓心角均為所用時間也一定相同，因為此情況時軌跡所對圓心角均為180，這些粒子的軌跡與入射速度有關(guān)，故這些粒子的軌跡與入射速度有關(guān)，故AC選項錯誤選項錯誤專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究 探究點三帶電粒子在組合場中的運動探究點三帶電粒子在組合場中的運動(含先后場含先后場)

27、1組合場組合場(1)組合場是指電場和磁場獨立存在于不同的空間，電場和磁組合場是指電場和磁場獨立存在于不同的空間，電場和磁場不重疊，分別位于某一直線邊界兩側(cè)的情況，例如回旋加速場不重疊，分別位于某一直線邊界兩側(cè)的情況，例如回旋加速器器組合場分不同方向的電場組合、不同方向的磁場組合、電場組合場分不同方向的電場組合、不同方向的磁場組合、電場和磁場組合等情況和磁場組合等情況(2)帶電粒子在組合場中運動的處理方法帶電粒子在組合場中運動的處理方法準(zhǔn)確畫出粒子的運動軌跡圖準(zhǔn)確畫出粒子的運動軌跡圖確定粒子在組合場交界位置的速度的大小與方向確定粒子在組合場交界位置的速度的大小與方向?qū)ｎ}九專題九 要點熱點探究要點

28、熱點探究帶電粒子在組合場中的運動問題中，一般不計重力，粒帶電粒子在組合場中的運動問題中，一般不計重力，粒子在電場或磁場中運動時，只考慮帶電粒子受到的電場力或洛子在電場或磁場中運動時，只考慮帶電粒子受到的電場力或洛倫茲力的作用倫茲力的作用2 2先后場先后場(1)(1)先后場是指同一空間區(qū)域先后存在不同場的情況，如某先后場是指同一空間區(qū)域先后存在不同場的情況，如某一空間區(qū)域先存在電場，后來電場消失又出現(xiàn)磁場一空間區(qū)域先存在電場，后來電場消失又出現(xiàn)磁場專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究(2)(2)帶電粒子在先后場中運動的處理方法帶電粒子在先后場中運動的處理方法當(dāng)空間某一區(qū)域出現(xiàn)電場時，如果不計重

29、力和空氣阻力，當(dāng)空間某一區(qū)域出現(xiàn)電場時，如果不計重力和空氣阻力，帶電粒子以一定的初速度垂直電場方向射入電場時，粒子做類帶電粒子以一定的初速度垂直電場方向射入電場時，粒子做類平拋運動，可用運動的合成與分解求解，將帶電粒子在勻強電平拋運動，可用運動的合成與分解求解，將帶電粒子在勻強電場中的運動分解為沿著電場方向的勻加速直線運動和垂直于電場中的運動分解為沿著電場方向的勻加速直線運動和垂直于電場方向的勻速直線運動進行分析；當(dāng)電場消失而出現(xiàn)磁場時，場方向的勻速直線運動進行分析；當(dāng)電場消失而出現(xiàn)磁場時，帶電粒子仍以一定的初速度垂直磁場方向射入勻強磁場時，粒帶電粒子仍以一定的初速度垂直磁場方向射入勻強磁場時

30、，粒子做勻速圓周運動，可利用牛頓第二定律列出洛倫茲力提供向子做勻速圓周運動，可利用牛頓第二定律列出洛倫茲力提供向心力的方程求解心力的方程求解專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究【解析】【解析】 在在01 s內(nèi)，粒子在電場力作用下，帶電粒子在內(nèi)，粒子在電場力作用下，帶電粒子在x方向上做勻速運動：方向上做勻速運動：vxv0在在y方向上做勻加速運動：方向上做勻加速運動：vy1 s末粒子的速度末粒子的速度v1設(shè)設(shè)v1與水平方向的夾角為與水平方向的夾角為，則，則tan專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解

31、得v1 m/s，45(2)1 s2 s內(nèi)，粒子在磁場中做圓周運動，由牛頓第二定律內(nèi)，粒子在磁場中做圓周運動，由牛頓第二定律qv1B0得得R1粒子的做圓周運動的周期粒子的做圓周運動的周期T1 s專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究(3)粒子的運動軌跡如圖所示粒子的運動軌跡如圖所示(圓與拋物線的交點水平距離圓與拋物線的交點水平距離大致相等、第二個圓比第一個圓大大致相等、第二個圓比第一個圓大)專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究帶電粒子在帶電粒子在(2n1) s2n s(n1,2,3)內(nèi)做圓周運動的軌內(nèi)做圓周運動的軌跡如圖所示跡如圖所示專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點

32、探究要點熱點探究【點評】【點評】 解答帶電粒子在組合場中的連續(xù)運動問題，關(guān)鍵解答帶電粒子在組合場中的連續(xù)運動問題，關(guān)鍵在于正確畫出帶電粒子在不同區(qū)域中的運動軌跡，而要正確畫在于正確畫出帶電粒子在不同區(qū)域中的運動軌跡，而要正確畫出帶電粒子的軌跡，則需要特別注意在不同場交界處帶電粒子出帶電粒子的軌跡，則需要特別注意在不同場交界處帶電粒子的運動方向，正確畫出粒子在交界處的速度方向是確定帶電粒的運動方向，正確畫出粒子在交界處的速度方向是確定帶電粒子運動軌跡的關(guān)鍵本題中電場和磁場交替變化，下面的變式子運動軌跡的關(guān)鍵本題中電場和磁場交替變化，下面的變式題則是帶電粒子在組合場中的運動題則是帶電粒子在組合場中

33、的運動專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究 2011全國卷全國卷 如圖如圖396所示，與水平面成所示，與水平面成45角的平面角的平面MN將空間分成將空間分成和和兩個區(qū)域一質(zhì)量為兩個區(qū)域一質(zhì)量為m、電荷量為電荷量為q(q0)的粒子以速度的粒子以速度v0從平面從平面MN上的上的P0點水平向右點水平向右射入射入?yún)^(qū)粒子在區(qū)粒子在區(qū)運動時，只受到大小不變、方向豎直區(qū)運動時，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強度大小為向下的電場作用，電場強度大小為E；在；在區(qū)運動時，只受到區(qū)運動時，只受到勻強磁場的作用，磁感應(yīng)強度大小為勻強磁場的作用，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向，方向垂直于紙面向里求

34、粒子首次從里求粒子首次從區(qū)離開時到出發(fā)點區(qū)離開時到出發(fā)點P0的距離粒子的重的距離粒子的重力可以忽略力可以忽略專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究例例3變式題變式題【解析】帶電粒子進入電場后，在電場力的作用下沿拋物【解析】帶電粒子進入電場后，在電場力的作用下沿拋物線運動，其加速度方向豎直向下，設(shè)其大小為線運動，其加速度方向豎直向下，設(shè)其大小為a，由牛頓第二定，由牛頓第二定律得律得qEma設(shè)經(jīng)過時間設(shè)經(jīng)過時間t0，粒子從平面，粒子從平面MN上的點上的點P1進入磁場，由運動進入磁場，由運動學(xué)公式和幾何關(guān)系得學(xué)公式和幾何關(guān)系得v0t0 專題九專題九 要點熱點探究

35、要點熱點探究粒子速度大小粒子速度大小v1為為v1設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為，則，則tan此時粒子到出發(fā)點此時粒子到出發(fā)點P0的距離為的距離為s0v0t0此后，粒子進入磁場，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，此后，粒子進入磁場，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，圓周半徑為圓周半徑為r1專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究設(shè)粒子首次離開磁場的點為設(shè)粒子首次離開磁場的點為P2，弧所張的圓心角為，弧所張的圓心角為2，則，則P1到點到點P2的距離為的距離為s12r1sin由幾何關(guān)系得由幾何關(guān)系得45聯(lián)立聯(lián)立式得式得s1點點P2與點與點P0相距相距l(xiāng)s0s1聯(lián)立聯(lián)立解得解得專題

36、九專題九 要點熱點探究要點熱點探究 探究點四帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題探究點四帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題1復(fù)合場是指在空間某一區(qū)域內(nèi)同時存在著重力場、電場、復(fù)合場是指在空間某一區(qū)域內(nèi)同時存在著重力場、電場、磁場中的兩種場或三種場的情況，常見的復(fù)合場有電場與重力場、磁場中的兩種場或三種場的情況，常見的復(fù)合場有電場與重力場、磁場與電場、磁場與電場及重力場等磁場與電場、磁場與電場及重力場等2帶電粒子在復(fù)合場中常見的運動形式帶電粒子在復(fù)合場中常見的運動形式(1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合力為零時，粒子處于靜止或當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合力為零時，粒子處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)勻速直線運動狀態(tài)(2)

37、當(dāng)帶電粒子所受合力提供向心力時，粒子做勻速圓周運當(dāng)帶電粒子所受合力提供向心力時，粒子做勻速圓周運動動專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究(3)當(dāng)帶電粒子所受合力變化且速度方向不在一條直線上時，粒當(dāng)帶電粒子所受合力變化且速度方向不在一條直線上時，粒子做非勻變速曲線運動如果做曲線運動，則需要根據(jù)功能關(guān)系求子做非勻變速曲線運動如果做曲線運動，則需要根據(jù)功能關(guān)系求解，需要注意的是這種情況下要把握住洛倫茲力不做功這一特點解，需要注意的是這種情況下要把握住洛倫茲力不做功這一特點3幾種典型的復(fù)合場實例：速度選擇器、質(zhì)譜儀等幾種典型的復(fù)合場實例：速度選擇器、質(zhì)譜儀等4帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題的處理方法帶

38、電粒子在復(fù)合場中的運動問題的處理方法帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題是電磁學(xué)知識和力學(xué)知識的綜帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題是電磁學(xué)知識和力學(xué)知識的綜合應(yīng)用，分析方法和力學(xué)問題的分析方法基本相同，可利用動力學(xué)合應(yīng)用，分析方法和力學(xué)問題的分析方法基本相同，可利用動力學(xué)觀點、能量觀點來分析，不同之處是多了電場力、洛倫茲力觀點、能量觀點來分析，不同之處是多了電場力、洛倫茲力專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究(2)由牛頓第二定律由牛頓第二定律qBv2如圖所示，由幾何關(guān)系確定粒子運動軌跡的圓心如圖所示，由幾何關(guān)系確定粒子運動軌跡的圓心O和半徑和半徑R專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究R2R2(R2R1)2聯(lián)立聯(lián)立，得磁感應(yīng)強度大小，得磁感應(yīng)強度大小B粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期T由幾何關(guān)系確定粒子在磁場中運動的時間由幾何關(guān)系確定粒子在磁場中運動的時間t聯(lián)立聯(lián)立式，得式，得t專題九專題九 要點熱點探究要點熱點探究(3)如圖所示，為使粒子射出，則粒子在磁場內(nèi)的運動半徑如圖所示，為使粒子射出，則粒子在磁場內(nèi)的運動半徑應(yīng)大于過應(yīng)大于過A點的最大內(nèi)切圓半徑，該半徑為點的最大內(nèi)切圓半徑，該半徑為專題九專題九 要點熱點探究要點熱