2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第9講 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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專(zhuān)題整合突破 專(zhuān)題三電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第9講磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 微網(wǎng)構(gòu)建 高考真題 AC 2 2017 全國(guó)卷 18 如圖 虛線(xiàn)所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn) 大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn) 在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場(chǎng) 若粒子射入的速率為v1 這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上 若粒子射入速度為v2 相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上 不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用 則v2 v1為 C 3 2017 全國(guó)卷 18 如圖 在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 兩長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)P和Q垂直于紙面固定放置 兩者之間的距離為l 在兩導(dǎo)線(xiàn)中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí) 紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線(xiàn)距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 如果讓P中的電流反向 其他條件不變 則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 C 4 2018 江蘇 13 如圖所示 兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為 間距為d 導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 方向與導(dǎo)軌平面垂直 質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上 距底端的距離為s 導(dǎo)軌與外接電源相連 使金屬棒通有電流 金屬棒被松開(kāi)后 以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑 金屬棒中的電流始終保持恒定 重力加速度為g 求下滑到底端的過(guò)程中 金屬棒 1 末速度的大小v 2 通過(guò)的電流大小I 3 通過(guò)的電荷量Q 熱點(diǎn)聚焦 1 掌握 兩個(gè)磁場(chǎng)力 1 安培力 F BIL I B 2 洛倫茲力 F qvB v B 2 用準(zhǔn) 兩個(gè)定則 1 對(duì)電流的磁場(chǎng)用安培定則 2 對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力和帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力用左手定則 熱點(diǎn)一磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 3 明確兩個(gè)常用的等效模型 1 變曲為直 圖甲所示通電導(dǎo)線(xiàn) 在計(jì)算安培力的大小和判斷方向時(shí)均可等效為ac直線(xiàn)電流 2 化電為磁 環(huán)形電流可等效為小磁針 通電螺線(xiàn)管可等效為條形磁鐵 如圖乙 2018 山東省泰安市一模 如圖所示 兩根光滑直金屬導(dǎo)軌MN PQ平行傾斜放置 它們所構(gòu)成的軌道平面與水平面之間的夾角 37 兩軌道之間的距離L 0 5m 一根質(zhì)量m 0 2kg的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上 并與導(dǎo)軌垂直 且接觸良好 整套裝置處于與ab棒垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 在導(dǎo)軌的上端接有電動(dòng)勢(shì)E 36V 內(nèi)阻r 1 6 的直流電源和電阻箱R 已知導(dǎo)軌與金屬桿的電阻均可忽略不計(jì) sin37 0 6 cos37 0 8 重力加速度g 10m s2 金屬棒ab始終靜止在導(dǎo)軌上 典例1 1 如果磁場(chǎng)方向豎直向下 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 0 3T 求電阻箱接入電路中的電阻R 2 如果保持 1 中電阻箱接入電路中的電阻R不變 磁場(chǎng)的方向可以隨意調(diào)整 求滿(mǎn)足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及方向 方法總結(jié)求解磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法 1 分析 正確地對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析 應(yīng)特別注意通電導(dǎo)體棒受到的安培力的方向 安培力與導(dǎo)體棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度組成的平面垂直 2 作圖 必要時(shí)將立體圖的受力分析圖轉(zhuǎn)化為平面受力分析圖 即畫(huà)出與導(dǎo)體棒垂直的平面內(nèi)的受力分析圖 3 求解 根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律或動(dòng)能定理列式分析求解 AD 熱點(diǎn)二帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 2018 山東省濰坊市高三下學(xué)期三模 如圖所示 在0 x a的區(qū)域 內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 在x a的區(qū)域 內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0 質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的粒子沿x軸從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng) 當(dāng)粒子射入速度不大于v0時(shí) 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相同 求 1 速度v0的大小 典例2 方法總結(jié)處理帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題的技巧從關(guān)鍵詞語(yǔ)找突破口 審題時(shí)一定要抓住題干中的關(guān)鍵字眼 如 恰好 最大 最高 至少 等詞語(yǔ) 挖掘其隱含的信息 數(shù)學(xué)方法與物理方法相結(jié)合 借助半徑R和速度大小v 或磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B 之間的關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)軌跡分析 確定軌跡圓和有界磁場(chǎng)邊界之間的關(guān)系 找出臨界點(diǎn) 然后利用數(shù)學(xué)方法求極值 常用的結(jié)論有 粒子剛好穿出磁場(chǎng)邊界的臨界條件是粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與邊界相切 當(dāng)速度大小v一定時(shí) 弧長(zhǎng) 或弦長(zhǎng) 越長(zhǎng) 所對(duì)的圓心角就越大 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng) 當(dāng)速度大小v變化時(shí) 仍然是運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角大的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng) 磁場(chǎng)區(qū)域最小面積的求解方法在粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析 正確畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 的基礎(chǔ)上借助幾何關(guān)系先確定最小區(qū)域示意圖 再利用幾何關(guān)系求有界磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積 注意對(duì)于圓形磁場(chǎng)區(qū)域 粒子射入 射出磁場(chǎng)邊界時(shí)的速度的垂線(xiàn)的交點(diǎn)即軌跡圓圓心 所求最小圓形磁場(chǎng)區(qū)域的直徑等于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的弦長(zhǎng) 類(lèi)題演練2 2018 山東省濰坊市高三下學(xué)期一模 如圖所示 在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi) 有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B AC為圓的直徑 一質(zhì)量為m 電荷量為q的粒子從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域 速度方向與AC夾角為 粒子最后從C點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng) 下列說(shuō)法正確的是 BD 典例3 ABD