p301-350 重难点手册高中物理选修3-1

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1、P3013.4磁场对运动电荷的作用力P302例1来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围空间时，将()．A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地点向东偏转C．相对于预定地点向西偏转D．相对于预定地点向北偏转导析首先要明确地磁场的分布情况，地球相当于一条形磁铁，地理的北极近似于地磁的南极；地理地磁场俯视图的南极近似于地磁的北极．解答由地磁场的分布情况知道，解答本题首先要明确地磁场的分布情况．在赤道上空磁感线是由南指北的，画出示意图如3-4-3所示．然后由左手定则判断质子受力方向

2、，还要分清“东南西北”，才能得出正确结论．由左手定则知，质子受力方向向东，故正确．说明质子受力方向是沿着地球自转方向的，无论是从哪一个方位，只要垂直于地球表面射向赤道上空，受力方向总是指向东，“东”是相对于入射点而言的，入射点不同，“东”的意义的理解应不同．拓展在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图3-4-4所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将().A.向上偏转B．向下偏转C.向纸里偏转D.向纸外偏转[答案：B]P303P304例2如图3-4-7所示，摆球带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，

3、匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在间摆动过程中，由摆到最低点时，摆线拉力的大小为，摆球加速度大小为；由摆到最低点时，摆线拉力的大小为，摆球加速度为，则()．A.B.C．D．导析在磁场中对圆周运动的讨论与在力学中完全相同，只是受力多了一个磁场力而已，但应注意洛伦兹力的特点：洛伦兹力的大小及方向均与带电体相对磁场的运动有关，而且洛伦兹力不做功．解答带电摆球在磁场和重力场组成的复合场中摆动，当其从或从运动的过程中，摆球的向心力是由重力的径向分量、绳的拉力及洛伦兹力共同提供的，而带电摆球受到洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，它

4、们都对摆球不做功，只起到改变速度方向、不改变速度大小的作用，故只有重力做功．由可知，返回到点时的大小不变，不变，由牛顿第二定律，，则.又因当摆球从的过程中，球受方向和同向，运动至点时，所以.在摆球从的过程中，方向和相反，运动到点时，，所以，故．故正确答案为.拓展本例题的单摆，有关它的运动周期的下列说法中正确的是().A．摆球的周期因磁场作用而增大B．摆球的周期因磁场作用而减小C．摆球向右摆动时周期增大D.摆球的周期不受磁场作用的影响[答案：D.]P305例3（广东高考题）在如图3-4-8所示坐标中虚线表示的区域存在匀强电场

5、和匀强磁场，一带电粒子沿轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力影响，电场强度和磁感应强度的方向可能是()．A．和都沿轴方向B．沿轴正向，沿轴正向C.沿轴正向，沿轴正向D.、都沿轴方向导析本题考查电场力和洛伦兹力对带电粒子作用的特性以及思维的多元性和空间的想像力．解答带电粒子在磁场中做直线运动分两种情况：①不受洛伦兹力，粒子必平行磁感线，正确；②受洛伦兹力，则必做匀速直线运动，因垂直于速度方向上的合外力为，洛伦兹力必与电场力等大反向，正确．故正确选项应为、.拓展一个运动电荷通过某一空间时，没

6、有发生偏转，那么就这个空间是否存在电场或磁场，下列说法中正确的是()．A．一定不存在电场B．一定不存在磁场C.一定存在磁场D.可以既存在磁场，又存在电场[答案：D．]P306P307例4空间存在水平方向互相正交的匀强电场和匀强磁场，其大小分别为,，方向如图3-4-10所示．有一个质量，带正电荷的粒子在空间做直线运动，试求其速度的大小和方向．导析本题只给定粒子在复合场中做直线运动．首先需要讨论在复合场中力的作用下，只能做匀速直线运动，并由此确定重力、电场力以及洛伦兹力三个力的大小和方向的关系．再进一步确定带电粒子的速度和方向

7、．解答先分析重力是否可以忽略．粒子重力，电场力．因重力与电场力的大小处在同一数量级，故重力不能忽略，再看粒子是否受到洛伦兹力．当粒子平行于磁感线方向运动时，不受洛伦兹力，但这样一来，粒子的运动方向与重力和电场力的合力方向垂直，它不可能做直线运动，与题目所设情景不符，故粒子一定受到洛伦兹力．可见，粒子运动时共受到三个力：重力，方向竖直向下；电场力，方向水平向右；洛伦兹力的大小与速度的大小有关，方向与速度的方向有关，只要确定了洛伦兹力的大小和方向，就可确定速度的大小和方向，那么是否存在这样一种情形：洛伦兹力与重力平衡，粒子沿电

8、场方向做直线运动，其受力情况如图3—4-11所示．仔细考虑一下，其实这种情形是不可能存在的，原因是随着粒子速度的变化，洛伦兹力也将变化，从而竖直方向的平衡被打破.可见粒子不可能做变速直线运动，而只能做匀速直线运动，其受力情况如图3-4-12所示，由图可得则，因为，所以,.由此得．即粒子将以的速度，沿与电