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        首页 高考物理(浙江专用)考前静悟篇:第六天 磁场(23张PPT)

        高考物理(浙江专用)考前静悟篇:第六天 磁场(23张PPT).ppt

        高考物理(浙江专用)考前静悟篇:第六天 磁场(23张PPT)

        简介:本文档为《高考物理(浙江专用)考前静悟篇:第六天 磁场(23张PPT)ppt》,可适用于人文社科领域

        第六天 磁场知识回扣.磁感应强度反映磁场的强弱和方向其定义式为B=eqf(F,IL)该定义式成立的前提是导线与磁场垂直..电流在磁场中受到的力称为安培力F=ILB判断安培力的方向用左手定则:伸开左手使大拇指与其余四指垂直并且都跟手掌在一个平面内.把左手放入磁场中让磁感线垂直穿入?#20013;?#22235;指指向电流所指方向则大拇指的方向就是导体受力的方向.安培力方向特点:安培力方向总是垂直于B和I所决定的平面但B和L不一定垂直..运动电荷在磁场中受到的作用力称洛伦兹力F洛=qvB判?#19979;?#20262;兹力的方向用左手定则特别要注意负电荷所受洛伦兹力方向的判断..带电粒子在匀强磁场中的运动()洛伦兹力充当向心力qvB=mromega=meqf(v,r)=mreqf(pi,T)=pimrf=ma()圆周运动的半径r=eqf(mv,qB)、周期T=eqf(pim,qB).速度选择器如图所示当带电粒子进入电场和磁场共存空间时同时受到电场力和洛伦兹力作用F电=EqF洛=Bqv若Eq=Bqv有v=eqf(E,B)即能从S孔飞出的粒子只有一种速度而与粒子的质量、电性、电荷量无关.图图.电磁流?#32771;?#22914;图所示一圆形导管直径为d用非磁?#22278;?#26009;制成其中有可以导电的液体向左流动导电流体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下发生偏转a、b间出现电势差.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时a、b间的电势差就保?#27835;?#23450;.由qvB=qE=qeqf(U,d)可得v=eqf(U,Bd)流量Q=Sv=eqf(pid,)middoteqf(U,Bd)=eqf(pidU,B).磁流体发电机如图是磁流体发电机等离子气体喷入磁场正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上产生电势差设A、B平行金属板的面积为S相距为L图等离子气体的电阻率为rho喷入气体速度为v板间磁场的磁感应强度为B板外电阻为R当等离子气体?#20154;?#36890;过A、B板间时板间电势差最大离子受力平衡:qE场=qvBE场=vB电动势E=E场L=BLv电源内电阻r=rhoeqf(L,S)故R中的电流I=eqf(E,R+r)=eqf(BLv,R+rhof(L,S))=eqf(BLvS,RS+rhoL)图.霍尔效应如图所示厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中当电流流过导体板时在导体板上下侧面间会产生电势差U=keqf(IB,d)(k为霍尔系数).图.回旋加速器如图所示是两个D形金属盒之间留有一个很小的缝隙有很强的磁场垂直穿过D形金属盒.D形金属盒缝隙中存在交变的电场.带电粒子在缝隙的电场中被加速然后进入磁场做半圆周运动.()粒子在磁场中运动一周被加速两次交变电场的频率与粒子在磁场中圆周运动的频率相同.T电场=T回旋=T=eqf(pim,qB)()粒子在电场中?#32771;?#36895;一次都有qU=DeltaEk()粒子从边界射出时都有相同的圆?#39336;?#24452;R有R=eqf(mv,qB)()粒子飞出加速器时的动能为Ek=eqf(mv,)=eqf(BRq,m)在粒子质量、电荷量确定的情况下粒子所能达到的最大动能只与加速器的半径R和磁感应强度B有关与加速电压无关.方法回扣.安培力的性质和规律应用()公式F=BIL中L为导线的?#34892;?#38271;度即导线两端点所连直线的长度相应的电流方向沿L由始端流向末端.如图所示甲中:Lprime=eqr()L乙中:Lprime=R(半?#19981;?#19988;半径为R).图()安培力做功:做功的结果将电能转化成其他?#38382;?#30340;能..安培力方向的判断方法()电流元法:把整段通电导体等效为多段直线电流元用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向从而判断整段导体所受合力的方向.()特殊位置法:把通电导体或磁铁转换到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力的方向.()等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管通电螺线管还可以等效成很多匝的环形电流来分析.()利用结论法:①两通电导线相互平行时同向电流相互吸引异向电流相互排斥②两者不平行时有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.()转换研究对象法:因为通电导线之间、导线与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律这样定性分析磁体在电流产生的磁场中的安培力问题时?#19978;?#20998;析电流在磁体的磁场中所受的安培力然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流产生的磁场的作用力从而确定磁体所受合力..带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时圆心、半?#37117;?#26102;间的确定方法()圆心的确定①已知粒子运动轨迹上两点的速度方向作这两速度的垂线交点即为圆心.②已知粒子入射点、入射方向及运动轨迹对应的一条?#26131;?#36895;度方向的垂线及弦的垂直平分线交点即为圆心.③已知粒子运动轨迹上的?#25945;蹕易?#20986;两弦的垂直平分线交点即为圆心.④已知粒子在磁场中的入射点、入射方向和出射方向?#26144;?或反向?#26144;?两速度方向所在直线使之成一夹角作出这一夹角的角平分线角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心.()半径的确定:找到圆心以后半径的确定和计算一般利用?#36127;?#30693;识解直角三角形的办法.带电粒子在有界匀强磁场中常见的几种运动情形如图所示.图①磁场边界:直线粒子进出磁场的轨迹具有对称?#21248;?#22270;(a)、(b)、(c)所示.②磁场边界:平行直线如图(d)所示.③磁场边界:圆形如图(e)所示.()时间的确定①t=eqf(alpha,pi)T或t=eqf(alpha,deg)T或t=eqf(s,v)其中alpha为粒子运动的?#19981;?#25152;对的圆心角T为周期v为粒子的速度s为运动轨迹的弧长.②带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角叫速度偏向角由?#36127;?#20851;系知速度偏向角等于?#19981;?#36712;迹对应的圆心角alpha如图(d)、(e)所示.习题精练.(单选)在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场同一种带电粒子从O点射入磁场.当入射方向与x轴正方向的夹角alpha=deg时速度为v、v的两个粒子?#30452;?#20174;a、b两图点射出磁场如图所示当alpha=deg时为了使速度为v的粒子从a、b的中点c射出磁场则速度v应为(  )Aeqf(,)(v+v)Beqf(r(),)(v+v)Ceqf(r(),)(v+v)Deqf(r(),)(v+v)解析 当带电粒子入射方向与x轴正方向的夹角为alpha=deg时速度为v、v的两个粒子?#30452;?#20174;a、b两点射出磁场作出运动轨迹图(图略)则有rcosdeg=Oa,rcosdeg=Ob当alpha为deg时为使速度为v的粒子从c点射出磁场有rcosdeg=Oc而Oc=Oa+eqf(Ob-Oa,)联立解得eqr()r=eqf(r(),)(r+r)由r=eqf(mv,qB)得eqr()v=eqf(r(),)(v+v)则v=eqf(r(),)(v+v).答案 D图.(多选)如?#25216;?#25152;示在空间中存在磁感应强度B=times-T垂直纸面向里、宽度为d=m的有界匀强磁场.一比荷大小为eqr()timesCmiddotkg-的粒子自下边界的P点处?#36816;?#24230;v=timesms沿与下边界成deg角的方向垂直射入磁场不计粒子重力则粒子在磁场中运动的时间为(  )Aeqf(r()pi,)times-sBeqf(r()pi,)times-sCeqf(r()pi,)times-sDeqf(r()pi,)times-s解析 带电粒子在磁场中做?#20154;?#22278;周运动的周期T=eqf(pim,qB)=eqf(pi,r()timestimestimes-)s=eqf(r()pi,)times-s.若粒子带正电由左手定则判断可知它将在磁场中逆时针旋转轨迹如图中①所示?#19978;?#20999;角和圆心?#20405;?#38388;的关系可知此时?#19981;?#25152;对的圆心角为deg因此粒子在磁场中运动的时间为周期的eqf(,)即t=eqf(T,)=eqf(r()pi,)times-s选项A正确B错误若粒子带负电由左手定则判断可知它将在磁场中顺时针旋转轨迹如图中②所示此时粒子将会从磁场的上边界射出磁场.设轨迹半径为R圆心O距磁场下边界的距离为L由?#36127;?#20851;?#26723;肔=Rcosdeg=eqf(mv,qB)cosdeg=eqf(times,r()timestimestimes-)timeseqf(r(),)m=m而磁场的宽度为m因此圆心O距磁场上边界的距离也是m由对称性判断得知粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为deg运动时间t=eqf(T,)=eqf(r()pi,)times-s选项C正确D错误.答案 AC.如图所示装置中区域Ⅰ和Ⅲ中?#30452;?#26377;竖直向上和水平向右的匀强电场电场强度?#30452;?#20026;E和eqf(E,)区域Ⅱ内有垂直平面向外的水平匀强磁场磁感应强度图为B一质量为m、带电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点?#36816;?#24230;v水平射入电场经水平分界线OP上的A点与OP成deg角射入区域Ⅱ的磁场中并垂直竖直边界CD进入区域Ⅲ的匀强电场中.求:()粒子在区域Ⅱ的匀强磁场中运动的轨迹半径()O、M间的距离()粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间.解析 ()粒子的运动轨迹如图所示其在区域Ⅰ的匀强电场中做类平?#33258;?#21160;设粒子过A点时速度为v由类平?#33258;?#21160;规律知v=eqf(v,cosdeg)=v粒子在匀强磁场中做?#20154;?#22278;周运动由牛顿第二定律得Bqv=meqf(v,R)所以R=eqf(mv,qB)()设粒子在区域Ⅰ的电场中运动时间为t加速度为a则有qE=mavtandeg=at即t=eqf(r()mv,qE)O、M两点间的距离为L=eqf(,)ateqoal(,)=eqf(mvoal(,),qE)()设粒子在区域Ⅱ的磁场中运动时间为t则由?#36127;?#20851;系知t=eqf(T,)=eqf(pim,qB)设粒子在区域Ⅲ的电场中运动时间为taprime=eqf(qf(E,),m)=eqf(qE,m)则t=eqf(v,aprime)=eqf(mv,qE)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为t=t+t+t=eqf(r()mv,qE)+eqf(pim,qB)+eqf(mv,qE)=eqf(?+r()?mv,qE)+eqf(pim,qB)答案 ()eqf(mv,qB)()eqf(mvoal(,),qE)()eqf(?+r()?mv,qE)+eqf(pim,qB)

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