高中物理第3章磁場章末小結(jié)課件新人教版選修3-

物理選修3-1·人教版第三章磁場章

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結(jié)1知識結(jié)構(gòu)2規(guī)律方法3觸及高考知識結(jié)構(gòu)磁場

磁場

規(guī)律方法一、有關(guān)安培力問題的分析與計算安培力是一種性質(zhì)力，既可以使通電導(dǎo)體靜止、運動或轉(zhuǎn)動，又可以對通電導(dǎo)體做功，因此，有關(guān)安培力問題的分析與計算的基本思路和方法與力學(xué)問題一樣，先取研究對象進行受力分析，判斷通電導(dǎo)體的運動情況，然后根據(jù)題目中的條件由牛頓定律或動能定理等規(guī)律求解。具體求解應(yīng)從以下幾個方面著手分析。1．安培力的大小當通電導(dǎo)體與磁場方向垂直時，F(xiàn)＝ILB；當通電導(dǎo)體與磁場方向平行時，F(xiàn)＝0；當通電導(dǎo)體和磁場方向的夾角為θ時，F(xiàn)＝ILBsinθ。2．安培力的方向由左手定則判斷，安培力垂直于磁場的方向，也垂直于導(dǎo)線的方向，即安培力垂直于磁場和導(dǎo)線所決定的平面，但磁場與導(dǎo)線可以不垂直。3．解決安培力問題的一般步驟先畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線的方向，用左手定則確定通電導(dǎo)線所受安培力的方向；根據(jù)受力分析確定通電導(dǎo)體所處的狀態(tài)或運動過程；根據(jù)牛頓運動定律或動能定理求解。二、有關(guān)洛倫茲力的多解問題要充分考慮帶電粒子的電性、磁場方向、軌跡及臨界條件的多種可能性，畫出其運動軌跡，分階段、分層次地求解。常見的多解問題有以下幾種：1．帶電粒子電性不確定造成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負電，在相同的初速度的條件下，正負粒子在磁場中運動軌跡不同，形成多解。如圖甲所示，帶電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如帶正電，其軌跡為a，如帶負電，其軌跡為b。2．磁場方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應(yīng)強度大小，而未具體指出磁感應(yīng)強度方向，此時必須要考慮磁感應(yīng)強度方向不確定而形成的多解。如圖乙所示，帶正電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如B垂直紙面向里，其軌跡為a，如B垂直紙面向外，其軌跡為b。3．臨界狀態(tài)不惟一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過180°從入射界面這邊反向飛出，如圖丙所示，于是形成了多解。4．運動的往復(fù)性形成多解帶電粒子在部分是電場，部分是磁場的空間運動時，運動往往具有往復(fù)性，從而形成多解。如圖丁所示。AC三、帶電粒子在復(fù)合場中的運動復(fù)合場是指電場、磁場和重力場并存，或其中某兩種場并存的場，或場分區(qū)域存在。1．三種場的比較力的特點功和能的特點重力場大?。篏＝mg方向：豎直向下重力做功與路徑無關(guān)重力做功改變重力勢能靜電場大小：F＝qE方向：正電荷受力方向與電場強度的方向相同；負正電荷受力方向與電場強度的方向相反電場力做功與路徑無關(guān)W＝qU電場力做功改變電勢能磁場洛倫茲力的大?。篎＝qvB方向：符合左手定則洛倫茲力不做功，不改變電荷的動能2．帶電粒子在復(fù)合場中的運動分類(1)靜止或勻速直線運動當帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時，將處于靜止狀態(tài)或做勻速直線運動。(2)勻速圓周運動在三場并存的區(qū)域中，當帶電粒子所受的重力與電場力大小相等、方向相反時，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動。(3)較復(fù)雜的曲線運動當帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子的運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線。(4)分階段運動帶電粒子可能依次通過幾種不同情況的復(fù)合場區(qū)域，其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運動過程由幾種不同的運動階段組成。注意：①研究帶電粒子在復(fù)合場中的運動時，首先要明確各種不同力的性質(zhì)和特點；其次要正確地畫出其運動軌跡，再選擇恰當?shù)囊?guī)律求解。②一般情況下，電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子在復(fù)合場中所受的重力遠小于電場力、磁場力，因而重力可以忽略，如果有具體數(shù)據(jù)，可以通過比較來確定是否考慮重力，在有些情況下需要由題設(shè)條件來確定是否考慮重力。3．求解帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題的一般步驟(1)選帶電粒子為研究對象；(2)對帶電粒子進行受力分析；(3)依據(jù)受力情況判定帶電粒子的運動形式；(4)分析運動過程并結(jié)合力學(xué)規(guī)律列方程或畫圖象，然后求解。(1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；(2)油滴在P點得到的初速度大??；(3)油滴在第一象限運動的時間。觸及高考1．本章知識是高考的熱點，主要考查磁場的基本概念、安培力和洛倫茲力的判斷和應(yīng)用。側(cè)重于帶電粒子在磁場中的勻速圓周運動、帶電粒子在復(fù)合場中運動等問題。多以選擇題和綜合計算題的形式出現(xiàn)。2．帶電粒子在復(fù)合場中的運動是高考的重點之一，能綜合考查重力、電場力、磁場力的分析，各種力做功、能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，圓周運動、動力學(xué)知識，以及考生的分析和綜合應(yīng)用能力。覆蓋考點較多，是歷年高考的一個命題熱點，難度較大，在學(xué)習(xí)中我們要加倍努力。一、考題探析C解析：(1)粒子運動的軌跡如圖(a)所示。(粒子在電場中的軌跡為拋物線，在磁場中為圓弧，上下對稱)圖(a)

圖(b)

二、臨場練兵C解析：由《夢溪筆談》中的記載和題中磁感線分布示意圖可知，地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近，地理南、北極與地磁場的南、北極不重合，在兩極附近地球表面的地磁場方向不與地面平行，C項錯誤，A、B項正確；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子與地磁場的磁感線不平行，故受洛倫茲力的作用，D項正確。BCC4．(2018·全國卷Ⅲ，24)如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運動，自M點垂直于磁場邊界射入勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁場左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場的速度大小為v1，并在磁場邊界的N點射出；乙種離子在MN的中點射出；MN長為l。不計重力影響和離子間的相互作用。求(1)磁場的磁感應(yīng)強度大?。?2)甲、乙兩種離子的比荷之比。5．(2017·天津卷，11)平面直角坐標系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的勻強磁場，第Ⅲ象限存在沿y軸負方向的勻強電場，如圖所示。一帶負電的粒子從電場中的Q點以速度v0沿x軸正方向開始運