磁场总结、综合与拓展.doc

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1、磁场总结、综合与拓展一、知识地图二、应考指要带电粒子在磁场中的运动是中学物理中的重点内容，这类问题对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，是考查考生多项能力的极好载体，因此历来是高考的热点、重点。带电粒子在复合场（电场、磁场、重力场）中的问题更是对学生提出了更高的要求，它是非曲直力学规律综合运用的具体体现，从试题的难度上看，多属于中等难度和较难的题，特别是只要有计算题出现就一定是难度较大的综合题。与现代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义，因此考题有可能以科学技术的具体问题为背景，从实际问题中获取并处理信息，把实际问题转化成

2、物理问题，提高分析解决实际问题的能力是教学中的重点。当定性讨论这类问题时，试题常以选择题的形式出现，定量讨论时常以计算题的形式出现，计算题还常常成为试卷的压轴题。三、好题精析例1设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图11.5-1所示。已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零。C为运动的最低点。忽略重力，以下说法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图11.5-1A.这离子必带正电荷　　B.A点和B点位于同一高度　　C.离子在C点时速度最大　　D.离子到达B点后，将沿原曲线返

3、回A点解析离子从A由静止开始沿曲线ACB运动，受到电场力和洛伦兹力作用，合力指向曲线ACB的内侧。由于电场力方向沿竖直方向，所以洛伦兹力方向只能指向曲线ACB的内侧，由左手定则判断，离子只能带正电。A对。离子运动中，只有电场力做功，洛伦兹力不做功，由动能定理得所以因此A、B两点位于匀强电场的同一等势面上，其高度相同。B对。离子从A到C，电场力做正功，电势能减少最大，动能增量最大，所以在C点速度最大。C对。离子到B点后的运动情况与A点开始运动情况相同，其轨迹也应与曲线ACB相同，不可能沿原曲线返回A点。D错。正确选项为ABC。HPBv45°图11.5-2点评判断洛伦兹力

4、的方向，要带电粒子的受力情况和运动情况来分析；判断粒子速度变化时，从电场力做功考虑。例2、（2005年南通二模）如图11.5-2所示，在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场。磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外。一质量为m、带电量为－q的带电微粒在此区域恰好作速度大小为v的匀速圆周运动。（重力加速度为g）（1）求此区域内电场强度的大小和方向。（2）若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点，速度与水平方向成45°，如图所示。则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点？最高点距地面多高？(3)在（2）问中微粒又运动P点时，突然撤去磁场，同时电场强度大小

5、不变，方向变为水平向右，则该微粒运动中距地面的最大高度是多少？解析（1）带电微粒在做匀速圆周运动，电场力与重力应平衡，因此：mg=Eq①P45°图11.5-3解得：②方向：竖直向下（2）粒子作匀速圆周运动，轨道半径为R，如图11.5-3所示。③最高点与地面的距离为：④解得：⑤该微粒运动周期为：⑥运动到最高点所用时间为：⑦（3）设粒子升高度为h，由动能定理得：⑧解得：⑨微粒离地面最大高度为：⑩点评本题考查带电粒子在电场、磁场、重力场中受三力作用做匀速度圆周运动的规律，由于电场力重力做功只与位置有关，因而电场力必定与重力平衡。运用运动合成与分解的方法并结合功能关系去求解。

6、例3如图11.5-4所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿Y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场。质量为m、带电量为q的粒子从M点以速度v0沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经N、P最后又回到M点。设OM=L，ON=2L，则：关于电场强度E的大小，下列结论正确的是（）图11.5-4A．B．C．D．（2）匀强磁场的方向是。（3）磁感应强度B的大小是多少？解析（1）由带电粒子在电场中做类平抛运动，易知，且则E=故选C（2）由左手定则，匀强磁场的方向为垂直纸面向里。（3）根据粒子在电场中运动的情况可知，粒子带负电。粒子在电场中做

7、类平抛运动，设到达N点的速度为v，运动方向与x轴负方向的夹角为θ，如图所示。由动能定理得将（1）式中的E代入可得所以θ=45°粒子在磁场中做匀速圆周运动，经过P点时速度方向也与x轴负方向成45°角。则OP=OM=LNP=NO+OP=3L粒子在磁场中的轨道半径为R=Npcos45°=又解得点评：带电粒子的复杂运动常常是由一些基本运动组合而成的。掌握基本运动的特点是解决这类问题的关键所在。该题中，粒子在匀强磁场中运动轨迹的圆心不在y轴上，注意到这一点是很关键的。图11.4-5例4如图11.4-5是磁流体发电机原理示意图．设平行金属板间距为d，发电通道长为