1/1高考物理備考中等生百日捷進提升系列：專題09-磁場-含解析-醫藥衛生

第一部分特點描述

本章內容包括磁場的基本性質和安培定則、左手定則的應用、安培力的應用、洛倫茲力和帶電粒子在磁場中的運動、帶電粒子在復合場中的運動等內容，基本概念多且特別抽象,需要嫻熟把握磁場的基本概念，把握用磁感線描述磁場的方法，以及電流、帶電粒子在磁場中的受力和運動狀況,結合牛頓運動定律、運動學學問、圓周運動學問及功能關系等學問進行綜合分析.歷年高考對本考點學問的考查掩蓋面大，幾乎每個學問點都考查到。特殊是左手定則的運用和帶電粒子在磁場中的運動更是兩個命題頻率最高的學問點．帶電粒子在磁場中的運動考題一般運動情景簡單、綜合性強，多以把場的性質、運動學規律、牛頓運動定律、功能關系及交變電流等有機結合的計算題消失，難度中等偏上，對考生的空間想象力量、物理過程和運動規律的綜合分析力量及用數學方法解決物理問題的力量要求較高。從近兩年高考看，涉及本考點的命題常以構思新奇、高難度的壓軸題形式消失，在復習中要高度重視。特殊是帶電粒子在復合場中的運動問題在歷年高考中消失頻率高，難度大，常常通過變換過程情景、翻新陳題面貌、突出動態變化的手法，結合社會、生產、科技實際來著重考查綜合分析力量、學問遷移和創新應用力量。情景新奇、數理結合、聯系實際將是本考點今年高考命題的特點。

其次部分學問背一背

一、洛倫茲力：

1、產生洛倫茲力的條件：

（1）電荷對磁場有相對運動．磁場對與其相對靜止的電荷不會產生洛倫茲力作用．（2）電荷的運動速度方向與磁場方向不平行．

2、洛倫茲力大小：當電荷運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力為零；當電荷運動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力最大，等于qvB；

3、洛倫茲力的方向：洛倫茲力方向用左手定則推斷4、洛倫茲力不做功．

二、帶電粒子在勻強磁場的運動1、帶電粒子在勻強磁場中運動規律初速度的特點與運動規律

（1）v0?0，F?0，為靜止狀態；

（2）v0//B，F?0，則粒子做勻速直線運動；

（3）v0?B，F?qvB，則粒子做勻速圓周運動，其基本公式為：

v2向心力公式：Bqv?m

Rmv運動軌道半徑公式：R?；

Bq2?m運動周期公式：T?

Bq12?BqR?動能公式：Ek?mv?22m22、解題思路及方法圓周運動的圓心的確定：

（1）利用洛侖茲力的方向永久指向圓心的特點，只要找到圓運動兩個點上的洛侖茲力的方向，其延長線的交點必為圓心．

（2）利用圓上弦的中垂線必過圓心的特點找圓心三、帶電體在復合場或組合場中的運動．

復合場是指重力場、電場和磁場三者或其中任意兩者共存于同一區域的場；組合場是指電場與磁場同時存在，但不重疊消失在同一區域的狀況．帶電體在復合場中的運動（包括平衡），說究竟仍舊是一個力學問題，只要把握不同的場對帶電體作用的特點和差異，從分析帶電體的受力狀況和運動狀況著手，充分發掘隱含條件，建立清楚的物理情景，最終把物理模型轉化成數學表達式，即可求解．

解決復合場或組合場中帶電體運動的問題可從以下三個方面入手：1、動力學觀點（牛頓定律結合運動學方程）；2、能量觀點（動能定理和機械能守恒或能量守恒）；3、動量觀點（動量定理和動量守恒定律）．

一般地，對于微觀粒子，如電子、質子、離子等不計重力，而一些實際物體，如帶電小球、液滴等應考慮其重力．有時也可由題設條件，結合受力與運動分析，確定是否考慮重力．

四、帶電粒子在復合場中運動的應用實例1．電視顯像管

電視顯像管是應用電子束磁偏轉的原理來工作的，使電子束偏轉的磁場是由兩對偏轉線圈產生的．顯像管工作時，由陰極放射電子束，利用磁場來使電子束偏轉，實現電視技術中的掃描，使整個熒光屏都在發光．

2．速度選擇器（如圖所示）

（1）平行板中電場強度E和磁感應強度B相互垂直．這種裝置能把具有肯定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器．

（2）帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qE?qvB，即v?3．磁流體發電機

E。B

（1）磁流體發電是一項新興技術，它可以把內能直接轉化為電能．（2）依據左手定則，如圖中的B是發電機正極．

（3）磁流體發電機兩極板間的距離為l，等離子體速度為v，磁場的磁感應強度為B，則由

qE?qU?qvB得兩極板間能達到的最大電勢差U?Blv.l4．電磁流量計

工作原理：如圖所示，圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，導電液體在管中向左流淌，導電液體中的自由電荷（正、負離子），在洛倫茲力的作用下橫向偏轉，a、b間消失電勢差，形成電場，當自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩定，即：qvB?qE?q液體流量Q?Sv?5．霍爾效應

在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導體，當磁場方向與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上消失了電勢差，這種現象稱為霍爾效應，所產生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖所示．

UU，所以v?，因此

Bdd?dU4B。

第三部分技能+方法

考點一帶電粒子在磁場中的運動

解析帶電粒子在磁場中運動的問題，應畫出運動軌跡示意圖，確定軌跡圓的圓心是關鍵．常用下列方法確定圓心：①已知軌跡上某兩點速度方向，作出過兩點的速度的垂線，兩條垂線的交點即圓心；②已知軌跡上兩個點的位置，兩點連線的中垂線過圓心．

帶電粒子在磁場中運動側重于運用數學學問（圓與三角形學問）求解，帶電粒子在磁場中偏轉的角度、初速度與磁場邊界的夾角往往是解題的關鍵，角度是確定圓心、運動方向的依據，更是計算帶電粒子在磁場中運動時間的橋梁，如帶電粒子在磁場中運動的時間為t??．帶電粒子T（α是圓弧對應的圓心角）

2?在磁場中的運動半徑不僅關聯速度的求解，而且在首先確定了運動半徑的狀況下，可利用半徑發覺題中隱含的幾何關系．

【例1】如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子先后以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強磁場的邊界上的O點分別以30°和60°（與邊界的夾角）射入磁場，又都恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是

A．A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是B．A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是

133

2?3m1之比是q3m3D．A、B兩粒子之比是

q2?3C．A、B兩粒子【答案】BD

考點二帶電粒子在復合場中的運動問題1.是否考慮粒子重力

（1）對于微觀粒子，如電子、質子、離子等，由于其重力一般狀況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽視；而對于一些實際物體，如帶電小球、液滴、塵埃等一般應當考慮其重力.（2）在題目中有明確說明是否要考慮重力的，按題目要求處理.

（3）不能直接推斷是否要考慮重力的，在進行受力分析與運動分析時，要結合運動狀態確定是否要考慮重力.2.分析方法

（1）弄清復合場的組成.如磁場、電場的復合,磁場、重力場的復合,磁場、電場、重力場三者的復合等.（2）正確受力分析,除重力、彈力、摩擦力外要特殊留意靜電力和磁場力的分析.（3）確定帶電粒子的運動狀態,留意運動狀況和受力狀況的結合.

（4）對于粒子連續通過幾個不同區域、不同種類的場時,要分階段進行處理.3．帶電粒子在疊加場中無約束狀況下的運動狀況分類（1）磁場力、重力并存

①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動．

②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做簡單的曲線運動，因F洛不做功，故機械