高三一輪總復(fù)習(xí)物理課件磁場

高三一輪總復(fù)習(xí)物理課件磁場第一頁，共74頁。第一課時磁場及其描述一、磁場1.磁場：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．2.基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用．3.磁場的方向：小磁針N極所受磁場力的方向，或小磁針靜止時N極所指的方向．5.地球的磁場：地球本身就是一個大磁體，4.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場都是由電荷的運動產(chǎn)生的．第一頁第二頁，共74頁。⑴地磁場的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近．地球的地磁場兩極和地理兩極不重合，形成了磁偏角；⑵地磁場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，在北半球垂直地面向下；⑶在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感應(yīng)強度相等，且方向均水平．地磁場的三個特點是：第二頁第三頁，共74頁。⑴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；⑵磁感線的疏密表示磁場的強弱，磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向；⑶磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌龆傧氲模?、磁感線1.磁感線：在磁場中畫出的一些有方向的假想曲線，使曲線上的任意一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同，都代表磁場中該點小磁針北極受力的方向．2.磁感線的特點⑴條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場：在磁體的外部，磁感線從N極射出進入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線．3.常見磁場的磁感線分布第三頁第四頁，共74頁。⑵幾種電流周圍的磁場分布①直線電流的磁場特點：無磁極、非勻強且距導(dǎo)線越遠處磁場越弱立體圖橫截面圖縱截面圖判定：安培定則第四頁第五頁，共74頁。②通電螺線管的磁場特點：與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強磁場且磁場由S極指向N極，管外為非勻強磁場。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③環(huán)形電流的磁場特點：環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠磁場越弱。第五頁第六頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，帶負電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω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（）A．N極豎直向上B．N極豎直向下C．N極沿軸線向左D．N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，小磁針N極的指向是（）A．a(chǎn)、b、c均向左B．a(chǎn)、b、c均向右C．a(chǎn)向左，b向右，c向右D．a(chǎn)向右，b向左，c向右CC第六頁第七頁，共74頁。⑶定義式：三、磁感應(yīng)強度、磁通量1、磁感應(yīng)強度⑴物理意義：磁感應(yīng)強度B是描述磁場強弱和方向的物理量．⑵定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的力F跟電流I和導(dǎo)線長度l的乘積Il的比值叫做磁感應(yīng)強度．②垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)等于該處的磁感應(yīng)強度．磁感應(yīng)強度大的地方，磁感線密，磁感應(yīng)強度小的地方，磁感線疏．磁感應(yīng)強度B是矢量說明：①磁感應(yīng)強度是用比值法定義的，其大小由磁場本身的性質(zhì)決定，與放入的直導(dǎo)線的電流I的大小、導(dǎo)線的長短l的大小無關(guān)．第七頁第八頁，共74頁。⑷單位：特斯拉，簡稱：特，符號為T.⑸方向：磁場中某點B的方向就是該點的磁場方向，也就是放在該點的小磁針N極受力方向．說明：由定義式計算B時，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場；若通電導(dǎo)線平行放入磁場，則不受作用力，但不能說該處磁感應(yīng)強度為零．磁感應(yīng)強度的方向不是通電導(dǎo)線所受磁場作用力的方向，而是與作用力的方向垂直．磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較：⑴電場強度的方向和電荷受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強度的方向和電流元受力方向垂直．⑵電荷在電場中一定受靜電力作用，而電流在磁場中不一定受作用力．第八頁第九頁，共74頁。2、勻強磁場⑴定義：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，各點的磁感應(yīng)強度大小、方向都相同的磁場；⑵磁感線特點：是一組平行且等間距的直線；⑶存在：a.兩個相距很近的異名磁極之間，b.通電長直螺線管內(nèi)部：如圖所示3、磁通量⑴定義：磁場中穿過磁場某一面積S的磁感線條數(shù)，用Φ表示；⑵計算公式：Φ＝BS；⑶單位：韋伯，符號Wb，1Wb＝1T·m2.說明：磁通量是標(biāo)量，但有正負，其正負代表磁感線是正穿還是反穿，若正穿為正，則反穿為負．第九頁第十頁，共74頁。⑷對磁通量的理解①Φ＝B·S的含義Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強度B與面積S垂直的情況．當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時，則有Φ＝BScosθ.可理解為Φ＝B(Scosθ)，即Φ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Φ＝(Bcosθ)S，即Φ等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積．S不一定是某個線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積．如圖所示，S應(yīng)為線圈面積的一半．②面積S的含義：第十頁第十一頁，共74頁。③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)，因為不論線圈匝數(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?。芎洗磐壳蠓ㄈ裟硞€平面內(nèi)有不同方向和強弱的磁場共同存在，當(dāng)計算穿過這個面的磁通量時，先規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負，平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量．4、磁場的疊加：磁感應(yīng)強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解．第十一頁第十二頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，兩個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Φa、Φb

的關(guān)系為()A．Φa＞ΦbB．Φa

＜ΦbC．Φa

＝ΦbD．不能確定A【例與練】有一小段通電導(dǎo)線，長為1cm，電流強度5A，把它置于磁場中，受到的磁場力為0.1N，則該處的磁感應(yīng)強度B一定是()A.B=2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情況均可能C第十二頁第十三頁，共74頁。【例與練】在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖。過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向()A.與ab邊平行，豎直向上B.與ab邊平行，豎直向下C.與ab邊垂直，指向左邊D.與ab邊垂直，指向右邊C第十三頁第十四頁，共74頁。第二課時磁場對電流的作用一．安培力的大小和方向1、定義：磁場對電流的作用力稱為安培力．2、安培力的大?、臚＝BIlsinθ⑵磁場和電流方向垂直時：Fmax＝BIl.⑶磁場和電流方向平行時：Fmin=0注意：F不僅與B、I、l

有關(guān)，還與夾角θ有關(guān)；l是有效長度，不一定是導(dǎo)線的實際長度．彎曲導(dǎo)線的有效長度l等于兩端點所連直線的長度，所以任意形狀的閉合線圈的有效長度l＝0.IBIB第十四頁第十五頁，共74頁。注意：安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強度B和電流I所決定的平面，但磁感應(yīng)強度B與電流I不一定垂直．B與I垂直時產(chǎn)生的安培力最大．⑴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)線在磁場中的受力方向．3、安培力的方向⑵安培力的方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面．第十五頁第十六頁，共74頁?！纠c練】判斷下面各圖F、B、I三個中未知的一個FB乙B甲IF（F垂直紙面向外）丙丙圖中磁場B的方向大致向左，具體不能確定。FI第十六頁第十七頁，共74頁?！纠c練】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向?！罛.B×BFF將立體圖形轉(zhuǎn)換成平面圖形第十七頁第十八頁，共74頁。4、電流間的相互作用IIII①同向電流相互吸引⑴電流間的相互作用是電流在彼此形成的磁場中受到磁場力的作用。②反向電流相互排斥⑵結(jié)論：第十八頁第十九頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，用兩條一樣的彈簧秤吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，棒中通入自左向右的電流。當(dāng)棒靜止時，彈簧秤示數(shù)為F1；若將棒中電流反向，當(dāng)棒靜止時，彈簧秤的示數(shù)為F2，且F2＞F1，根據(jù)上面所給的信息，可以確定（）

A．磁場的方向

B．磁感應(yīng)強度的大小

C．安培力的大小

D．銅棒的重力ACD第十九頁第二十頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場中，電源電動勢為6V，內(nèi)阻為1Ω，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計)×θBmgFNθ解：受力分析如圖第二十頁第二十一頁，共74頁。

【例與練】如圖所示，用兩根輕細金屬絲將質(zhì)量m，長為l的金屬棒a、b懸掛在c、d兩處，置于豎直向上的勻強磁場內(nèi)。當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向

角處于平衡狀態(tài)。則磁感應(yīng)強度B為

。為了使棒平衡在該位置上，所需的最小磁場的磁感應(yīng)強度B

為

，方向

。

IlabcdB

平行懸線向上第二十一頁第二十二頁，共74頁。通電導(dǎo)體（線圈）在安培力作用下運動方向的判斷

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)體的運動方向。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，判斷線圈如何運動？NS第二十二頁第二十三頁，共74頁。

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極處懸掛一個線圈，當(dāng)線圈中通有逆時針方向的電流時，線圈將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？NS第二十三頁第二十四頁，共74頁。3、結(jié)論法：⑴兩電流平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。⑵兩電流不平行相互作用時，有轉(zhuǎn)到相互平行且電流方向相同且靠近的趨勢。例：第二十四頁第二十五頁，共74頁。

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，判斷其運動方向，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可自由運動，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時，俯視導(dǎo)體，導(dǎo)體AB將（AB的重力不計）A、逆時針轉(zhuǎn)動，同時向下運動B、順時針轉(zhuǎn)動，同時向下運動C、順時針轉(zhuǎn)動，同時向上運動D、逆時針轉(zhuǎn)動，同時向上運動NSI第二十五頁第二十六頁，共74頁。5、轉(zhuǎn)換研究對象法：對于定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向。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。現(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？NS第二十六頁第二十七頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，臺秤上放一光滑平板，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，此時臺秤讀數(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，臺秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是()A.F1>F2，彈簧長度將變長B.F1>F2，彈簧長度將變短C.F1<F2，彈簧長度將變長D.F1<F2，彈簧長度將變短B第二十七頁第二十八頁，共74頁。⑵安培力的特點①方向：安培力的方向與線圈平面垂直．②大小：安培力的大小與通過的電流成正比．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⑴磁場特點①方向：沿徑向均勻輻射地分布②大?。涸诰噍S線等距離處的磁感應(yīng)強度大小相等．第二十八頁第二十九頁，共74頁。3、優(yōu)、缺點：優(yōu)點是靈敏度高，能測出很弱的電流；缺點是線圈的導(dǎo)線很細，允許通過的電流很小．⑶表盤刻度特點由于導(dǎo)線在安培力作用下帶動線圈轉(zhuǎn)動，游絲變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動，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．第二十九頁第三十頁，共74頁?！纠c練】

（2011全國理綜）.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，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場（可視為勻強磁場），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，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變BD第三十頁第三十一頁，共74頁。第三課時磁場對運動電荷的作用⑴v∥B時，洛倫茲力F＝0(θ＝0°或180°)⑵v⊥B時，洛倫茲力F＝qvB(θ＝90°)⑶一般角度時，可認為Bsinθ為垂直于速度方向上的分量，也可認為vsinθ為垂直于磁場方向上的分量．一．洛倫茲力的大小和方向1、定義：磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力．2、洛倫茲力的大?。篎＝qvBsinθ，θ為v與B的夾角．⑴判定方法：應(yīng)用左手定則，注意四指應(yīng)指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向．⑵方向特點：F⊥B，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、洛倫茲力的方向第三十一頁第三十二頁，共74頁。特別提醒：⑴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．⑵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，洛倫茲力對運動電荷永遠不做功，而安培力對通電導(dǎo)線可做正功，可做負功，也可不做功．【例與練】如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m、帶電荷量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()A.滑塊受到的摩擦力不變B.滑塊到達地面時的動能與B的大小無關(guān)C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D.滑塊最終可能會沿斜面做勻速直線運動CD第三十二頁第三十三頁，共74頁。若v⊥B，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做勻速圓周運動．二．帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律1、速度方向與磁場方向平行若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做勻速直線運動．2、速度方向與磁場方向垂直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)做勻速圓周運動的基本公式：⑴向心力公式：⑵軌道半徑公式：第三十三頁第三十四頁，共74頁。⑶周期公式：特別提醒：T的大小與軌道半徑r和運行速率v無關(guān)，只與磁場的磁感應(yīng)強度B和粒子的比荷q/m有關(guān)．第三十四頁第三十五頁，共74頁。三、帶電粒子在有界磁場中的運動1．圓心的確定⑴兩種情形①已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌跡的圓心(如圖所示，圖中P為入射點，M為出射點)．②已知入射方向和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌跡的圓心(如圖所示，P為入射點，M為出射點)．第三十五頁第三十六頁，共74頁。⑵帶電粒子在不同邊界磁場中的運動①直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖)②平行邊界(存在臨界條件，如圖)③圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖)第三十六頁第三十七頁，共74頁。2．半徑的確定OvθθO′v(偏向角)AB用幾何知識(勾股定理、三角函數(shù)等),求出該圓的可能半徑(或圓心角)．并注意以下兩個重要的幾何特點：⑴粒子速度的偏向角(φ)等于回旋角(α)，并等于AB弦與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖)，即．φ=α=2θ=ωt⑵相對的弦切角(θ)相等，與相鄰的弦切角(θ′)互補，即．θ+θ′=180°第三十七頁第三十八頁，共74頁。⑴直接根據(jù)公式t=s/v或t=α/ω求出運動時間t⑵粒子在磁場中運動一周的時間為T，當(dāng)粒子運動的圓弧所對應(yīng)的圓心角為α?xí)r，其運動時間可由下式表示：3.運動時間的確定OvθθO′v(偏向角)AB或第三十八頁第三十九頁，共74頁。【例與練】電子以垂直磁場的速度v從圖的P處沿PQ方向進入長d，高h的矩形PQNM勻強磁場區(qū)域，結(jié)果從N離開磁場。若電子質(zhì)量為m，電荷量為e，磁感應(yīng)強度為B，則()A.電子在磁場中運動的時間B.電子在磁場中運動的時間C.電子橫向偏移D.偏向角φ滿足BD第三十九頁第四十頁，共74頁?！纠c練】

（2011海南卷）.空間存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，圖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O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，且都包含不同速率的粒子。不計重力。下列說法正確的是()A.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C.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一定越大BD第四十頁第四十一頁，共74頁。【例與練】如圖所示，一勻強磁場垂直穿過平面直角坐標(biāo)系的第I象限，磁感應(yīng)強度為B.一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以速度v從O點沿著與y軸夾角為30°方向進入磁場，運動到A點時速度方向與x軸的正方向相同，不計粒子重力，則（）A、粒子帶負電B、點A與x軸的距離為C、粒子由O到A經(jīng)歷的時間為D、粒子運動的速度沒有變化AC第四十一頁第四十二頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場．在邊長為2R的正方形區(qū)域里也有勻強磁場，兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小相同．兩個相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點射入勻強磁場．在M點射入的帶電粒子，其速度方向指向圓心；在N點射入的帶電粒子，速度方向與邊界垂直，且N點為正方形邊長的中點，則下列說法正確的是(

)A．帶電粒子在磁場中飛行的時間可能相同B．從M點射入的帶電粒子可能先飛出磁場C．從N點射入的帶電粒子可能先飛出磁場D．從N點射入的帶電粒子不可能比M點射入的帶電粒子先飛出磁場ABD第四十二頁第四十三頁，共74頁?！纠c練】如圖甲所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點a(0，L).一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的b點射出磁場，此時速度的方向與x軸正方向的夾角為60°.下列說法正確的是(

)A.電子在磁場中運動的時間為B.電子在磁場中運動的時間為C.磁場區(qū)域的圓心坐標(biāo)為D.電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標(biāo)為(0，－2L)BC第四十三頁第四十四頁，共74頁?！纠c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磁場中，磁場方向垂直紙面向里．質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個小球中，甲球帶正電、乙球帶負電、丙球不帶電，現(xiàn)將三個小球在軌道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，則(

)A．經(jīng)過最高點時，三個小球的速度相等B．經(jīng)過最高點時，甲球的速度最小C．甲球的釋放位置比乙球的高D．運動過程中三個小球的機械能均保持不變CD第四十四頁第四十五頁，共74頁?！纠c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)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L。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進入磁場，對于能夠從寬度為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.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第四十五頁第四十六頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，帶負電的粒子垂直磁場方向進入圓形勻強磁場區(qū)域，出磁場時速度偏離原方向60°角，已知帶電粒子質(zhì)量m＝3×10-20Kg，電量q＝10-13C，速度v0＝105m/s，磁場區(qū)域的半徑R＝3×10-1m，不計重力，求磁場的磁感應(yīng)強度。rrOO′解析：畫出軌跡和半徑如圖所示。帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，有：第四十六頁第四十七頁，共74頁?！纠c練】（05年廣東卷）如圖所示，在一個圓形域內(nèi)，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中，A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點A1處沿與A1A3成30°角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進入Ⅱ區(qū)，最后再從A4處射出磁場。已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t，求Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁感應(yīng)強度的大?。ê雎粤Ｗ又亓Γ５谒氖唔摰谒氖隧?，共74頁。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：第四十八頁第四十九頁，共74頁?！纠c練】(04年廣東卷）如圖，真空室內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強度的大小B＝0.60T。磁場內(nèi)有一塊平面感光干板ab，板面與磁場方向平行。在距ab的距離為l＝16cm處，有一個點狀的α放射源S，它向各個方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度都是v＝3.0×106m/s。已知α粒子的電荷與質(zhì)量之比q/m＝5.0×107C/kg?，F(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的α粒子，求ab上被α粒子打中的區(qū)域的長度。Sab解析：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，有：可見，2R＞l＞R.第四十九頁第五十頁，共74頁。因朝不同方向發(fā)射的α粒子的圓軌跡都過S,任何α粒子在運動中離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：第五十頁第五十一頁，共74頁。第五課時帶電粒子在復(fù)合場中的運動第五十一頁第五十二頁，共74頁?！纠c練】在圖中實線框所示的區(qū)域內(nèi)同時存在著勻強磁場和勻強電場．一個帶電粒子(不計重力)恰好能沿直線MN從左至右通過這一區(qū)域．那么勻強磁場和勻強電場的方向可能為下列哪種情況（）A．勻強磁場方向豎直向上，勻強電場方向垂直于紙面向外B．勻強磁場方向豎直向上，勻強電場方向垂直于紙面向里C．勻強磁場方向垂直于紙面向里，勻強電場方向豎直向上D．勻強磁場和勻強電場的方向都水平向右BD第五十二頁第五十三頁，共74頁。【例與練】如圖所示，空間存在水平方向的勻強電場E和垂直紙面向外的勻強磁場B，一個質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小球套在不光滑的足夠長的豎直絕緣桿上，自靜止開始下滑，則（）A．小球的動能不斷增大，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ACΔ若小球與桿的動摩擦因數(shù)為μ，求：①小球速度為多大時，加速度最大?

最大值是多少?②小球下滑的最大速度是多少?①②第五十三頁第五十四頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，帶電平行板中勻強電場豎直向上，勻強磁場方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點自由滑下，經(jīng)過軌道端點P進入板間后恰好沿水平方向做直線運動，現(xiàn)使小球從稍低些的b點開始自由滑下，在經(jīng)P點進入板間的運動過程中()A、其動能將會增大B、其電勢能將會增大C、小球所受的洛倫茲力將會增大D、小球所受的電場力將會增大ABC第五十四頁第五十五頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，空間存在著方向豎直向下的勻強磁場，在光滑水平面上固定一個帶負電的小球A，另有一個帶正電的小球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動.在運動過程中，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(可以認為剛分離時兩者速度相同)，則此后(

)A.Q會向圓外飛去，C做勻速直線運動B.Q會向圓外飛去，C做勻速圓周運動C.Q會向圓內(nèi)飛去，C做勻速直線運動D.Q會向圓內(nèi)飛去，C做勻速圓周運動C第五十五頁第五十六頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢差為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方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U和v0

的變化情況為（）A．d隨v0

增大而增大，d與U無關(guān)B．d隨v0

增大而增大，d隨U增大而增大C．d隨U增大而增大，d與v0

無關(guān)D．d隨v0

增大而增大，d隨U增大而減小A解析：第五十六頁第五十七頁，共74頁?！纠c練】如圖所示，一個質(zhì)量為m＝2.0×10-11kg，電荷量q＝＋1.0×10-5C的帶電微粒(重力忽略不計)，從靜止開始經(jīng)U1＝100V電壓加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2＝100V．金屬板長L＝20cm，兩板間距。求：(1)微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0

的大??；(2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ；(3)若該勻強磁場的寬度為D＝10cm，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B至少多大？解析（1）由動能定理得：第五十七頁第五十八頁，共74頁。（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，有：（3）進入磁場時微粒的速度是：軌跡如圖所示由幾何關(guān)系有：洛倫茲力提供向心力有：由以上各式可求得：第五十八頁第五十九頁，共74頁。【例與練】如圖所示，相互垂直的勻強電場和勻強磁場的大小分別為E和B，一個質(zhì)量為m、電量為＋q的油滴，從a點以水平速度v0飛入，經(jīng)過一段時間后運動到b點，試計算：(1)油滴剛進入疊加場a點時的加速度；(2)若到達b點時，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點受三個力，豎直向下的重力、電場力及豎直向上的洛倫茲力，由牛頓定律Bqv－(mg＋qE)＝ma得：方向豎直向上(2)從a運動到b，重力、電場力對粒子做負功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理得：第五十九頁第六十頁，共74頁。【例與練】（04全國卷Ⅲ）如圖所示，在y>0的空間中存在勻強電場，場強沿y軸負方向；在y<0的空間中，存在勻強磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子，經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點進入磁場，并經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點。不計重力。求⑴電場強度的大小。⑵粒子到達P2時速度的大小和方向。⑶磁感應(yīng)強度的大小。解析：（1）粒子在電場、磁場中運動的軌跡如圖所示。設(shè)粒子從P1到P2的時間為t，電場度的大小為E，粒子在電場中的加速度為a，由牛頓第二定律及運動學(xué)公式有第六十頁第六十一頁，共74頁。解得：(2)粒子到達P2時速度沿x方向的分量仍為v0，以v1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度的大小，θ表示速度和x軸的夾角，則有：又：解得：得：(3)設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度為B，在洛倫茲力作用下粒子做勻速圓周運動，由牛頓第二定律r是圓周的半徑、此圓周與x軸和y軸的交點為P2、P3，因為OP2=OP3，θ=450，由幾何關(guān)系可知，連線P2P3為圓軌道的直徑，由此可求得第六十一頁第六十二頁，共74頁?！纠c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電場，場強的大小為E＝×104V/m。x軸的下方有垂直于xOy面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B＝2×10－2T。把一個比荷為q/m＝2×108C/kg的正點電荷從坐標(biāo)為(0,1)的A點處由靜止釋放。電荷所受的重力忽略不計。(1)求電荷從釋放到第一次進入磁場時所用的時間；(2)求電荷在磁場中做圓周運動的半徑(保留兩位有效數(shù)字)；(3)當(dāng)電荷第二次到達x軸上時，電場立即反向，而場強大小不變，試確定電荷到達y軸時的位置坐標(biāo)．第六十二頁第六十三頁，共74頁。解：(1)電荷從A點勻加速運動到x軸上C點的過程：(2)電荷到達C點的速度為即電荷在磁場中做圓周運動的半徑為0.71m在磁場中運動時：速度方向與x軸正方向成45°角。得：第六十三頁第六十四頁，共74頁。(3)如圖，軌跡圓與x軸相交的弦長為：所以電荷從坐標(biāo)原點O再次進入電場中，且速度方向與電場方向垂直，電荷在電場中做類平拋運動．解得：則類平拋運動中垂直于電場方向的位移即電荷到達y軸上的點的坐標(biāo)為(0,8)．設(shè)到達y軸的時間為t1，則：第六十四頁第六十五頁，共74頁?！纠c練】

（2011安徽）如圖所示，在以坐標(biāo)原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t0時間從P點射出。（1）求電場強度的大小和方向。（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)t0/2時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。（