高考物理磁場專題復(fù)習(xí)教師教學(xué)案

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1、2012高考復(fù)習(xí)電學(xué)部分精講精練磁場3磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力【課標(biāo)要求】1．通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)洛侖茲力2．會(huì)用左手定則判斷洛侖茲力的方向3．會(huì)計(jì)算洛侖茲力的大小。（洛侖茲力的計(jì)算限于速度v跟B平行或垂直的兩種情況。）4．分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。5．了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。【知識(shí)精要】1．洛侖茲力大小的計(jì)算（1）當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向互相平行時(shí)，f=0；（2）當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向互相垂直時(shí)，f=qB。2．洛侖茲力方向的判定（1）運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的方向可用左手定則來判定。若粒子帶正電時(shí)，四指的指向與正電荷運(yùn)動(dòng)的方向相同

2、。若粒子帶負(fù)電時(shí)，四指的指向與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。（2）洛侖茲力的方向總是垂直于速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面。所以洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷總是不做功。3．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，著重把握“一找圓心，二找半徑，三找周期或時(shí)間”的規(guī)律。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。（1）圓心的確定：因?yàn)槁鍋銎澚指向圓心，根據(jù)f⊥v，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中的任意兩點(diǎn)（一般是射入和射出磁場兩點(diǎn)）的f的方向，沿著兩個(gè)洛侖茲力f畫其延長線，兩延長線的交點(diǎn)即為圓心，另外，圓心位置必定在園中一根弦的中垂線上。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。（2）半徑的確定和計(jì)算

3、：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑（或圓心角），并注意幾何特點(diǎn)。7/7（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的確定：或者，式中為偏向角，T為周期，s為軌跡的弧長，v為線速度。（4）注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱規(guī)律如從同一直線邊界射入的粒子，再從這一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐?！久麕燑c(diǎn)撥】例1：在陰極射線管的正上方平行放置通以強(qiáng)電流的一根長直導(dǎo)線，其電流方向如圖所示。則陰極射線將（）彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。A．向上偏斜；B．向下偏斜；C．向紙里偏斜；D．向紙外偏斜.解析：根據(jù)左手定則判定通電導(dǎo)線下方的磁場方向垂直紙面向里，

4、電子從陰極射向陽極，根據(jù)左手定則可以判定電子所受洛侖茲力的方向向下，故本題選B。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。點(diǎn)評(píng)：熟悉左右手定則，是熟練判斷帶電粒子在磁場中的受力的基礎(chǔ)。例2：一個(gè)帶電粒子，垂直磁場方向射入一勻強(qiáng)磁場中，粒子的一段徑跡如圖所示.由于帶電粒子使沿途空氣電離，粒子的能量逐漸減小(所帶電量不變)，從圖中可以確定粒子的運(yùn)動(dòng)方向從__________到__________，粒子帶__________電。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。解析:本題考查帶電粒子在磁場中的半徑以及左手定則.根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)半徑公式r=可知,由于粒子能量逐漸減小,而電量、質(zhì)量和磁感應(yīng)強(qiáng)度都不發(fā)生變化,所以r會(huì)隨之減小,因此

5、粒子從b向a運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則可知粒子帶正電.煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。例3：在如圖所示的三維空間中，存在方向未知的勻強(qiáng)磁場。一電子從坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向不變；沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到z軸負(fù)方向的洛倫茲力作用。試確定當(dāng)電子從O點(diǎn)沿z軸正方向出發(fā)時(shí)的軌道平面及繞行方向。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。解析：運(yùn)動(dòng)的電荷在勻強(qiáng)磁場中方向不變有兩種可能：一是電荷沿磁場方向運(yùn)動(dòng)不受洛倫茲力；二是電荷受洛倫茲力與其它力的合力為零。本題電子沿x7/7軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向不變，表明沿磁場方向運(yùn)動(dòng)，即磁場方向與yOz平面垂直，而電子沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到z軸負(fù)方向的洛倫茲力作用，由左手定則可知，磁場

6、指向紙內(nèi)。當(dāng)電子從O點(diǎn)沿z軸正方向出發(fā)時(shí)，軌道平面一定在yOz平面內(nèi)，沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且圓心在y軸正方向某一點(diǎn)。如圖所示?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)洛倫茲力方向的判定和分析帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡。物理習(xí)題中所給條件有的是直接給出的，也有隱含在題中，需要根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行挖掘。本題中勻強(qiáng)磁場的方向就是通過兩步分析來確定的。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。例4：一質(zhì)子及一α粒子，同時(shí)垂直射入同一勻強(qiáng)磁場中．（1）若兩者由靜止經(jīng)同一電勢(shì)差加速的，則旋轉(zhuǎn)半徑之比為______；（2）若兩者以相同的動(dòng)量進(jìn)入磁場中，則旋轉(zhuǎn)半徑之比為______；（3）若兩者以相同的動(dòng)能進(jìn)入磁場中，

7、則旋轉(zhuǎn)半徑之比為______；（4）若兩者以相同速度進(jìn)入磁場，則旋轉(zhuǎn)半徑之比為______．解析：（1）根據(jù)可知，，故；（2）根據(jù)可知，，故；（3）根據(jù)可知，，故；（4）根據(jù)可知，，故點(diǎn)撥：此類問題需找出軌道半徑的決定因素，從而用比例關(guān)系求出結(jié)論，忌死推硬算。例5：如圖甲所示，在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ.若粒子射出磁場的