专题20 电磁学计算-学科网3-2-1精品系列物理2014版

【2015年高考命题预测】 电磁学计算是各地高考试题的压轴题，起着重要的选拔和把关作用。电磁学涉及到带点粒子在电场、磁场、重力场等各种复杂场中的运动问题，而涉及到的运动形式仍然是匀变速直线运动和类平抛运动圆周运动。运动形式变化不大，但是受力不再单一，而是多种力叠加的结果，所以分析过程复杂。重点在于把运动过程分阶段处理，分清楚各个阶段的受力情况和运动情况，两个运动阶段衔接点的速度大小方向是节点，其实按部就班的处理是稳妥的做题方法。多阶段运动，从最容易的节点入手，依次推进，很多问题就会迎刃而解。纵观2014年各地高考试卷的命题，电磁学部分计算题的分值多在20分左右，所以备考应该知难而进，迎难而上，决不能轻言放弃。 电磁学计算题在力学各种运动形式的基础上，增加了数学分析特别是几何分析的能力要求，提升了试题的难度。在备考过程中要多总结多注意在分析过程中涉及到的最大面积最小面积等所隐含的条件，帮助我们尽快的厘清题意，找出思路。电磁学计算题的解题，依然以力学部分常见的运动形式为基础，根据电场力做功的特点结合动能定理和带电粒子在磁场的运动特点为抓手，综合数学能力运用而剥丝抽茧，步步为营。2015年高考依然会侧重于带点粒子在复合场中的运动，做好物理高考的选拔工作。 【2015年高考考点定位】 电磁学的考点离不开常见的运动形式、受力分析以及电场中运动的常见分析方法和磁场中运动形式的描述。根据复合场中的受力分析来判断运动形式，根据运动的速度来分析下一个阶段的运动条件是常见的命制方式。而且不是能够突破的运动阶段可能只有一个，从而有一个向前推理和向后推理，贯穿整个运动过程。 【考点pk】名师考点透析 考点一、复合场中的受力和运动形式 【名师点睛】 1、 一般的带电粒子多指微观粒子如质子、电子等微粒，受力分析是不计重力的，只考虑电场力和磁场力。 2、 正电荷所受电场力与电场方向同向，负电荷所受电场力与电场方向相反。若电场力和初速度方向垂直，在带电粒子做类平抛运动，此时电场力方向做初速度0的匀加速直线运动，初速度方向为匀速直线运动。 3、 洛伦兹力根据左手定则判断，洛伦兹力和速度方向垂直。若只受到洛伦兹力作用，粒子做匀速圆周运动，若除去洛伦兹力外还有重力和电场力，但电场力和重力等大反向，仍然做匀速圆周运动。 4、 若粒子离开电场或磁场，进入不受力的场区或者平衡的场区，则做匀速直线运动 考点二、常见的电场和磁场运动形式 【名师点睛】 1、 在电场中的偏转，多为类平抛运动，质量为m，电荷量为q的粒子以速度 垂直射入电场强度为E的匀强电场中，所受电场力 ． 与粒子的速度无关，是恒力，分析时可分解为电场方向和初速度方向两个方向进行。 2、在磁场的偏转中，质量为m，电荷量为q的粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，所受磁场力（即洛伦兹力） ． 使粒子的速度方向发生变化，而速度方向的变化反过来又使 的方向变化， 是变力，但是大小不变，使得粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动， 。 考点三、电场和磁场运动的功能关系 【名师点睛】 1、 电场中的运动，一般电场力做功等于 ，电场力做功直接与动能定理衔接。 2、 磁场中，洛伦兹力和速度方向一直垂直，所以不做功。速度大小不会改变，但是需要注意速度方向的变化即末速度的方向。 【试题演练】 1、【2014·辽宁省锦州市高三一模】（18分）如图所示，圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ。区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1。平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面，放置在坐标y＝-2．2R的位置。一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为（-R，0）的A点沿x正方向射入区域Ⅰ，当区域Ⅱ内无磁场时，粒子全部打在荧光屏上坐标为（0，-2．2R）的M点，且此时，若将荧光屏沿y轴负方向平移，粒子打在荧光屏上的位置不变。若在区域Ⅱ内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2，上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，则粒子全部打在荧光屏上坐标为（0.4R，-2．2R）的 N点。求： （1）打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小。 （2）在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向。 （3）若将区域Ⅱ中的磁场撤去，换成平行于x轴的匀强电场，仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ的粒子恰好也打在荧光屏上的N点，则电场的场强为多大？ 2、【2014·陕西五校高三三模】（18）如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重