2012届高考物理二轮复习课件:4.2 带电粒子在磁场、复合场中的运动.ppt

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1、2.两个定则(1)安培定则:判断电流周围的磁场方向.(2)左手定则:判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.友情提示(1)B由磁场自身性质决定,与磁场中是否存在电流元及IL的乘积大小无关,与Φ、S也无关,磁感线的疏密由磁场强弱决定.(2)两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.二、安培力和洛伦兹力名称项目安培力洛伦兹力作用对象通电导体运动电荷力的大小I和B垂直时最大F安=BILI和B平行时最小F安=0v和B垂直时最大F洛=qvBv和

2、B平行时最小F洛=0力的方向左手定则:F安与I垂直,与B垂直.F安总垂直于I与B决定的平面左手定则:F洛与v垂直,与B垂直.F洛总垂直于v与B决定的平面作有效果改变导体棒的运动状态;对导体棒做功,实现电能和其他形式能的相互转化只改变速度方向,不改变速度大小;洛伦兹力永远不对运动电荷做功本质联系安培力实际上是在导线中定向运动的电荷所受到的洛伦兹力的宏观表现警示判断洛伦兹力方向时要先区分正负电荷及其运动方向,再用左手定则,四指所指的方向应为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向.三、带电粒子在匀强磁场中的运动1.

3、若v∥B,带电粒子以速度v做匀速直线运动.2.若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度v做匀速圆周运动.3.带电粒子在有界磁场中运动的分析方法(1)圆心的确定:轨迹圆心(O)总是位于入射点(A)和出射点(B)所受洛伦兹力(F洛)作用线的交点上或AB弦中垂线(OO′)与任一个F洛作用线的交点上,如图所示.友情提示(1)粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界射出时,速度与边界的夹角相等;(2)在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出——对称性;(3)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运

4、动的轨迹与边界相切.四、带电粒子在复合场中的运动1.三种场力的比较名称项目重力电场力洛伦兹力力的大小G=mg,与物体的状态无关F=qE,与电荷的运动状态无关,在匀强电场中为恒力v=0或v∥B时,不受洛伦兹力;v⊥B时,洛伦兹力最大,Fm=qvB力的方向总是竖直向下的正电荷受力方向与E方向相同;负电荷受力方向与E方向相反由左手定则判断,总垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的平面做功情况与路径无关,只取决于初、末位置的高度差,W=mgh;会引起重力势能变化与路径无关,只取决于初、末位置的电势差,W=qU;

5、会引起电势能变化对带电粒子永远不做功;只改变v的方向而不改变其大小2.几个典型实例速度选择器、质谱仪、磁流体发电机、电磁流量计、回旋加速器等.要掌握其电、磁工作原理,熟练推导重要结论.[例1](2011·全国)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是(  )A.a点   B.b点   C.c点   D.d点[解析]磁感应强度为

6、矢量,两导线在d处产生的磁感应强度成一定角度,则d处磁感应强度一定不为零;根据右手安培定则可知,两导线在b处产生的磁感应强度方向相同,则b处磁感应强度的矢量和一定不为零;两导线在a处产生的磁感应强度方向相反,由于I1>I2,可知I1在a处产生的磁感应强度大于I2在a处产生的磁感应强度,故a处磁感应强度的矢量和一定不为零;同理,两导线在c处产生的磁感应强度方向相反,由于I1>I2且I1距离c处较远,可知I1在c处产生的磁感应强度的大小可能等于I2在c处产生的磁感应强度的大小,故c处磁感应强度的矢量和可能为零,

7、选项C正确.[答案]C(2011·课标全国)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(  )[答案]B[解析]地理上的南极是地磁场的北极,由右手螺旋定则可知,选项B正确.[例2](2011·浙江)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子.图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度为2d

8、的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是(  )[答案]BC(2011·东北师大附中模拟)如图所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光.MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.P为屏上的一小孔,PQ与MN垂直.一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力),以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域,且分布在与PQ夹角为θ的范围内

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