内容正文:
专题11
磁场
考什么
高效复习必备
核心知识点
重要思想
解题技巧
易错知识点警示
(1)左手定则;
(1)安培力作用下的运动:电流元
(2)导线有效长度的分析:
立体思维,
法、特殊位置法、等效法、结论法;
(3)磁场与电流不垂直问题中应将磁场正
安培力
等效思想,
(2)安培力作图技巧:将立体问题平
交分解;
物理模型
面化,当磁场与电流不垂直时将磁
(4)安培力作用下的平衡问题;
场正交分解
(5)安培力作用下的运动分析
(1)带电粒子在有界磁场中运动的临界问
(1)数学方法:垂径定理、圆心角、弦
洛伦兹力、
题(单边界、双边界、圆形边界等);
切角、相交圆、公共弦、勾股定理、正
带电粒子在
临界讨论,
(2)带电粒子在组合场、叠加场中的运动;
弦定理。
磁场中的
数形结合
(3)磁场与现代科技:速度选择器、磁流体
(2)临界特征:与界面相切。
运动
发电机、电磁流量计、霍尔元件、质谱仪、回
(3)功能关系
旋加速器、磁流体发电机等
注意)1,对磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力的理解及安培定则和左手定则的运用,一般以
选择题的形式出现。安培力的计算及带电粒子在磁场中运动的分析,一般以计算题的形式出现。
2.带电粒子在组合场、叠加场中的运动常结合现代科技考查,极易成为压轴题。
⊙
学什么
考点内容梳理
考点1
磁场的描述
磁场对电流的作用(山东高考6年2考)
、电流的磁场
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
与条形磁体的磁场相似,管内环形电流的两侧是N极和S
无磁极、非匀强,且距导线越远
特点
为匀强磁场且磁场最强,管外
极,且离圆环中心越远,磁场
处磁场越弱
为非匀强磁场
越弱
安培定则
立体图
横截面图
立体图
横截面图
立体图
横截面图
图示
从
从
往下看
I
357
讲解册
实战高考·物理
二、安培力的分析与计算
1.公式:F=IlBsin0。
2.1是有效长度,如图所示。
注意垂直磁场的闭合线圈通电后,在匀强磁场中受到的安
培力的矢量和为零。
3.安培力的方向:根据左手定则判断。
三、安培力作用下导体运动趋势的判定方法
电流元法
分割为电流元左手定则安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向
特殊位置法
特殊位置→安培力方向→运动方向
等效法
环形电流—一小磁针;条形磁体→通电螺线管、一多个环形电流
同向电流互相吸引,异向电流互相排斥;两不平行的直线电流相互作用时,有转到平行
结论法
且电流方向相同的趋势
先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场
转换研究对象法
的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向
考点2
磁场对运动电荷的作用(山东高考6年7考)
、带电粒子在匀强磁场中的运动
1.匀速圆周运动的规律
基本公式:quB=m
R
导出公式:半径R=%,周期T=2m迟-2m
v gB
2.圆心的确定
(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方
向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图甲所示)。
(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点
和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示)。
0:
0
XX
A
:×,×
a
M
才M
x
0
PO
P⊙
甲
乙
丙
3.半径的确定:可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小。
注意)(1)粒子速度的偏向角φ等于圆心角α,并等于AB弦与切线的夹角(弦切角0)的2倍
(如图丙所示),即p=a=20=t。
(2)相对的弦切角0相等,与相邻的弦切角日互补,即0十0=180°。
358
0专题11磁场
4.运动时间的确定
(①)由圆心角a计算:粒子在磁场中运动一周的时间为T,则一60T(或i一T)。
(2)由运动弧长s计算:t=
二、带电粒子在有界匀强磁场中运动的分析
1.带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形
圆形边界(沿径向射
直线边界(进出磁场具有对称性)
平行边界(存在临界条件)
入必沿径向射出)
2
0
X
D
丙
甲
2.带电粒子在圆形边界磁场中运动的四个结论
(1)径向进出:当粒子运动方向与磁场方向垂直时,沿圆形磁场半径方向射入的带电粒子,必沿
径向射出圆形磁场区域,即粒子出射速度的反向延长线必过磁场圆的圆心,如图甲所示。
(2)等角进出:入射速度方向与过入射点的磁场圆半径的夹角等于出射速度方向与过出射点的
磁场圆半径的延长线的夹角,如图乙所示。径向进出是等角进出的一种特殊情况(0=0)。
(3)点入平出:若带电粒子从圆形匀强磁场区域圆周上一点沿垂直于磁场方向进入磁场,当带
电粒子做圆周运动的半径与圆形磁场区域的半径相同时,所有带电粒子都以平行于磁场区域
圆周上入射点处的切线方向射出磁场,如图丙所示。
甲
乙
丙
入
(4)平入点出:若带电粒子以相互平行的速度射入磁场,且带电粒子在磁场中做圆周运动的半
径和圆形磁场区域半径相同,则这些带电粒子将会从磁场区域圆周上同一点射出,且磁场区域
圆周上该点的切线与带电粒子射入磁场时的速度方向平行,如图丁所示。
题型各个击破
题型一安培力作用下的平衡与加速
题的关键是画出受力分析示意图。
2.解答安培力作用下的加速问题关键是受
题型解读
力分析,然后根据牛顿第二定律求出加
1.安培力作用下的平衡问题与力学中的平衡
问题分析方法相同,只不过多了安培力,解
速度。
359