磁场专题学生

1、磁场专题第 1 课时磁场及其描述基础知识归纳1.磁场(1)磁场：、 和 周围存在的一种物质；所有磁现象都起源于 ；磁场对放入其中的 、 和 产生力的作用；(2)磁场的方向：规定小磁针在磁场中极的受力方向(或小磁针 N极的指向)为该处的磁场方向.2.磁感线及其特点用来形象描述磁场的一组假想曲线，任意一点的 为该点磁场方向，其疏密反映磁场的 ；在磁体外部磁感线由 极到 极，在内部由极到 极，形成一组永不 的 曲线.3.几种常见的磁感线(1)条形磁铁的磁感线：见图1，外部中间位置磁感线切线与条形磁铁平行；(2)蹄形磁铁的磁感线：见图2.图1图2(3)电流的磁感线：电流方向与磁感线方向的关系由 来判定

2、.直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越 与 的磁场相似，管内为 且磁场 ，管外为 环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场越 立体图横截面图纵截面图(4)地磁场的磁感线：见图3，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：地磁场的极在地理极附近，极在地理北极附近；地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量By在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道平面上，距离表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北.(5)匀强磁场的磁感线：磁场的强弱及方向处处相同；其磁感线是疏密 ，方向的平行直线；距离很近的

3、两个异名磁极之间的磁场及通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场.4.磁感应强度用来表示磁场强弱和方向的物理量(符号：B).定义：在磁场中 于磁场方向的通电导线，所受安培力与电流的比值.大小：B，单位：特斯拉(符号：T).方向：磁场中某点的磁感应强度方向是该点磁场的方向，即通过该点的磁感线的切线方向；磁感应强度的大小由 决定，与放入磁场中的电流无关.磁感应强度是 .5.磁通量()在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量.用公式表示为： .磁通量是标量，但有方向.重点难点突破一、理解“磁场方向”、“磁感应强度

4、方向”、“小磁针静止时北极的指向”以及“磁感线切线方向”的关系它们的方向是一致的，只要知道其中任意一个方向，就等于知道了其他三个方向.二、正确理解磁感应强度1.磁感应强度是由比值法定义的，磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，由磁场本身的性质决定，与放入的通电导线的电流大小I、导线长度L无关，与通电导线是否受安培力无关，即使不放入通电导体，磁感应强度依然存在；2.必须准确理解定义式B成立的条件是通电导线垂直于磁场放置.磁场的方向与安培力的方向垂直；3.磁感应强度是矢量，遵守矢量分解、合成的平行四边形定则.三、安培定则的应用1.判定直线电流形成的磁场方向：大拇指指电流方向，四指指磁场

5、的环绕方向.2.判定环形电流(或通电螺线管)的磁场方向时，四指指电流方向，大拇指指环内中心轴线(或螺线管内部)的磁感线方向.典例精析1.对磁感应强度的理解【例1】以下说法正确的是()A.电流元在磁场中受磁场力为F，则B，电流元所受磁场力F的方向即为该点的磁场方向B.电流元在磁场中受磁场力为F，则磁感应强度可能大于或等于C.磁场中电流元受磁场力大的地方，磁感应强度一定大D.磁感应强度为零的地方，一小段通电直导线在该处一定不受磁场力【拓展1】一根导线长0.2 m，通有3 A的电流，垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6×102 N，则该处的磁感应强度大小B为T；如果该导线的长度和电流都减

6、小一半，则该处的磁感应强度大小为 T.若把这根通电导线放入磁场中的另外一点，所受磁场力为12×102 N，则该点磁感应强度大小为T.2.安培定则的应用【例2】当S闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)？【拓展2】弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示.下列说法正确的是( )A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将减小B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将增大C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将增大D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤

7、示数将减小3.安培定则与磁感应强度的矢量性【例3】如图所示，互相绝缘的三根无限长直导线的一部分ab、cd、ef组成一个等边三角形.三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示.O为三角形的中心，M、N分别为O关于ab、cd的对称点.已知三电流形成的合磁场在O点的磁感应强度的大小为B1，在M点的磁感应强度大小为B2，此时合磁场在N点的磁感应强度的大小为.若撤去ef中的电流，而ab、cd中电流不变，则N点的磁感应强度大小为.【拓展3】三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小为B.则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何？

8、. 易错门诊【例4】如图所示，电流从A点分两路通过环形支路再汇合于B点，已知两个支路的金属材料相同，但截面积不相同，上面部分的截面积较大，则环形中心O处的磁感应强度方向是 ()A.垂直于环面指向纸内 B.垂直于环面指向纸外C.磁感应强度为零 D.斜向纸内第 2 课时磁场对电流的作用基础知识归纳1.安培力：磁场对电流的作用力(1)安培力的大小F (为B与I的夹角).此公式适用于 ，但只有匀强磁场才能直接相乘.L应为 ，即 ，相应的电流方向沿L(有效长度)由始端流向终端.任何形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以通电后，闭合线圈受到的安培力的矢量和为零.当90°时，即B、I、L两两相互垂直

9、，F ；当0°时，即B与I平行，F0；当B与I成角时，FBILsin .(2)安培力的方向：用左手定则来判定(左手定则见课本).安培力(F)的方向既与磁场(B)方向 ，又与电流I的方向 ，安培力F垂直于 ，但B与I可不垂直.2.磁电式仪表的原理(1)电流表的构造主要包括： 、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针.蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀的 分布的，如图所示.无论通电导线处于什么位置，线圈平面均与磁感线 .给线圈通电，线圈在安培力的力矩的作用下发生转动，螺旋弹簧变形，产生一个阻碍线圈转动的力矩，当两者平衡时，线圈停止转动.电流越大，线圈和指针的偏转角度也就越大，所以根据线圈偏转的角度

10、就可以判断通过电流的大小.线圈的电流方向改变时，安培力的方向也就随着改变，指针偏转的方向也就改变，所以根据指针的偏转方向，就可以判断被测电流的方向.(2)磁电式仪表的优点是 ，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流 .重点难点突破一、判断通电导体(或磁体)在安培力作用下的运动的常用方法1.电流元受力分析法即把整段电流等效为很多直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向.2.特殊位置分析法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置(如转过90°)后再判断所受安培力的方向，从而确定运动方向.3.等效分析

11、法环形电流可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流.4.推论分析法(1)两直线电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥；(2)两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势.5.转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可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来确定磁体所受的电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.二、安培力与力学知识的综合运用1.通电导体在磁场、重力场中的平衡与加速运动问题的处理方法和纯力学问题一样，无非是多了一

12、个安培力.2.解决这类问题的关键(1)受力分析时安培力的方向千万不可跟着感觉走，牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又和电流方向垂直.(2)画出导体受力的平面图.做好这两点，剩下的问题就是纯力学问题了.典例精析1.通电导体在安培力作用下的运动【例1】如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流，当在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长导线时(电流方向如图所示)，在磁场作用下线圈如何运动？【拓展1】如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动.【例2】在倾角为的光滑斜面上置一

13、通有电流I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示.(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；(3)若使棒静止在斜面上且要求B垂直于L，可外加磁场的方向范围.【拓展2】有两个相同的电阻都为9 的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直平面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B0.87 T的匀强磁场，两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 的电源，连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g、电阻为1.5 的棒置于两环内

14、侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为60°，取重力加速度g10 m/s2，试求此电源电动势E的大小.3.安培力的实际应用【例3】如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)，并经开关S与电源连接.容器中注满能导电的液体，液体密度为.将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同；开关S闭合后，a、b管中液面出现高度差.若闭合开关S后，a、

15、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小.第 3 课时带电粒子在磁场中的运动基础知识归纳1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的力叫洛伦兹力.通电导线在磁场中受到的安培力是在导线中定向移动的电荷受到的洛伦兹力的合力的表现.(1)大小：当vB时，F；当vB时，F .(2)方向：用左手定则判定，其中四指指向电荷运动方向(或电荷运动的反方向)，拇指所指的方向是 电荷受力的方向.洛伦兹力磁感应强度与速度所决定的平面.2.带电粒子在磁场中的运动(不计粒子的重力)(1)若vB，带电粒子做平行于磁感线的 运动.(2)若vB，带电粒子在垂直于磁场方向的平面内以入射速度v做 .洛伦兹力

16、提供带电粒子做圆周运动所需的 ，由牛顿第二定律qvB得带电粒子运动的轨道半径R ，运动的周期T .3.电场力与洛伦兹力的比较电场力洛伦兹力存在条件作用于电场中所有电荷仅对运动着的且速度不与磁场平行的电荷有洛伦兹力的作用大小FqE与电荷运动速度 fBqv与电荷的运动速度 方向力的方向与电场方向或，但总在同一直线上力的方向始终和磁场方向 对速度的改变可以改变电荷运动速度和只改变电荷速度的，不改变速度的做功对电荷做功，改变电荷动能对电荷做功，改变电荷的动能偏转轨迹静电偏转，轨迹为磁偏转，轨迹为重点难点突破一、对带电体在洛伦兹力作用下运动问题的分析思路1.确定对象，并对其进行受力分析.2.根据物体受力

17、情况和运动情况确定每一个运动过程所适用的规律(力学规律均适用).总之解决这类问题的方法与纯力学问题一样，无非多了一个洛伦兹力，要注意：(1)洛伦兹力不做功，在应用动能定理、机械能守恒定律时要特别注意这一点；(2)洛伦兹力可能是恒力也可能是变力.二、带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定1.圆心的确定一般有以下四种情况：(1)已知粒子运动轨迹上两点的速度方向，作这两速度的垂线，交点即为圆心.(2)已知粒子入射点、入射方向及运动轨迹上的一条弦，作速度方向的垂线及弦的垂直平分线，交点即为圆心.(3)已知粒子运动轨迹上的两条弦，作出两弦垂直平分线，交点即为圆心.(4)已知粒子在磁场中的入射

18、点、入射方向和出射方向(不一定在磁场中)，延长(或反向延长)两速度方向所在直线使之成一夹角，作出这一夹角的角平分线，角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心.2.半径的确定和计算.圆心找到以后，自然就有了半径，半径的计算一般是利用几何知识，常用到解三角形的方法及圆心角等于弦切角的两倍等知识.3.在磁场中运动时间的确定，利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角的大小，由公式tT可求出运动时间，有时也用弧长与线速度的比t.三、两类典型问题1.极值问题：常借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，求出临界点，然后

19、利用数学方法求解极值.注意：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切；(2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.2.多解问题：多解形成的原因一般包含以下几个方面：(1)粒子电性不确定；(2)磁场方向不确定；(3)临界状态不唯一；(4)粒子运动的往复性等.典例精析1.在洛伦兹力作用下物体的运动【例1】一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5×104 C的电荷，放置在倾角30°的光滑斜面上(斜面绝缘)，斜面置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示.小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够

20、长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面.问：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？【拓展1】如图所示，质量为m的带正电小球，电荷量为q，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上，杆与水平方向成角，与球的动摩擦因数为，此装置放在沿水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场中，若从高处将小球无初速度释放，小球在下滑过程中加速度的最大值为gsin ，运动速度的最大值为 .2.带电粒子在有界磁场中的运动【例2】图如图3，长为间距为的水平两极板间，有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感强度为，两板不带电，现有质量为，电量为的带正电粒子（重力不计），从左侧两极板的中心处以不

21、同速率水平射入，欲使粒子不打在板上，求粒子速率应满足什么条件【拓展1】两平面荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴，交点O为原点，如图所示.在y>0、0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，在y>0、x>a的区域有垂直纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B.在O点处有一小孔，一束质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平的荧光屏上，使荧光屏发亮.入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各数值.已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动

22、的时间之比为25，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期.试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响).【拓展2】下图是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A 1 A 2的右侧区域，磁感应强度B0.4 T，方向垂直纸面向外，A1A 2与垂直截面上的水平线夹角为45°.在A1A2左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距L0.2 m，在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L.在小孔处装一个电子快门.起初快门开启，一旦有带正电微粒刚通过小孔

23、，快门立即关闭，此后每隔T3.0×103 s开启一次并瞬间关闭，从S1S2之间的某一位置水平发射的一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔.通过小孔的微粒与挡板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍.(1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？(2)求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间.(忽略微粒所受重力影响，碰撞过程中无电荷转移.已知微粒的荷质比1.0×103 C/kg.只考虑纸面上带电微粒的运动)【拓展3】未来人类要通过可控热核反应取得能源，要持续发生热核反应必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内.

24、约束的办法有多种，其中技术上相对成熟的是用磁场约束，称为“托卡马克”装置.如图所示为这种装置的模型图：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场(b区域)围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束.设环形磁场的内半径R10.5 m，外半径R21.0 m，磁场的磁感应强度B01.0 T，被约束的离子比荷q/m4.0×107 C/kg.(1)若a区域中沿半径OM方向射入磁场的离子不能穿过磁场，则离子的速度不能超过多大？(2)若要使从a区域沿任何方向射入磁场的速率为2.0×107 m/s的离子都不能越出

25、磁场的外边界，则b区域磁场的磁感应强度B至少要有多大？第 4 课时带电粒子在复合场中的运动基础知识归纳1.复合场复合场是指、和并存，或其中两场并存，或分区域存在，分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力和磁场力，分析方法除了力学三大观点(动力学、动量、能量)外，还应注意：(1) 永不做功.(2)和做功与路径 ，只由初末位置决定.还有因洛伦兹力随速度而变化，洛伦兹力的变化导致粒子所受变化，从而加速度变化，使粒子做运动.2.带电粒子在复合场中无约束情况下的运动性质 (1)当带电粒子所受合外力为零时，将或处于，合外力恒定且与初速度同向时做匀变速直线运动，常见情况有：洛伦兹力为零(v

26、与B平行)，重力与电场力平衡，做匀速直线运动，或重力与电场力合力恒定，做匀变速直线运动.洛伦兹力与速度垂直，且与重力和电场力的合力平衡，做匀速直线运动. (2)当带电粒子所受合外力充当向心力，带电粒子做 时，由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡，洛伦兹力充当向心力.(3)当带电粒子所受合外力的大小、方向均不断变化时，粒子将做非匀变速的 3.带电粒子在复合场中有约束情况下的运动带电粒子所受约束，通常有面、杆、绳、圆轨道等，常见的运动形式有 和 ，此类问题应注意分析洛伦兹力所起的作用.4.带电粒子在交变场中的运动带电粒子在不同场中的运动性质可

27、能不同，可分别进行讨论.粒子在不同场中的运动的联系点是速度，因为速度不能突变，在前一个场中运动的末速度，就是后一个场中运动的初速度.5.带电粒子在复合场中运动的实际应用(1)质谱仪用途：质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离同位素的仪器.原理：如图所示，离子源S产生质量为m，电荷量为q的正离子(重力不计)，离子出来时速度很小(可忽略不计)，经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处的距离为L，则qUmv20；qBvm；L2r联立求解得m，因此，只要知道q、B、L与U，就可计算出带电粒子的质量m，若q也未知

28、，则又因mL2，不同质量的同位素从不同处可得到分离，故质谱仪又是分离同位素的重要仪器.(2)回旋加速器组成：两个D形盒、大型电磁铁、高频振荡交变电压，D型盒间可形成电压U.作用：加速微观带电粒子.原理：a.电场加速qUEkb.磁场约束偏转qBvm，rvc.加速条件，高频电源的周期与带电粒子在D形盒中运动的周期相同，即T电场T回旋带电粒子在D形盒内沿螺旋线轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出.要点深化a.将带电粒子在两盒狭缝之间的运动首尾相连起来可等效为一个初速度为零的匀加速直线运动.b.带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，所以各回旋半径之比为1c.对于同一回旋

29、加速器，其粒子回旋的最大半径是相同的.d.若已知最大能量为Ekm，则回旋次数n e.最大动能：Ekmf.粒子在回旋加速器内的运动时间：t(3)速度选择器原理：如图所示，由于所受重力可忽略不计，运动方向相同而速率不同的正粒子组成的粒子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区中，已知电场强度为B，方向垂直于纸面向里，若粒子运动轨迹不发生偏转(重力不计)，必须满足平衡条件：qBvqE，故v，这样就把满足v的粒子从速度选择器中选择出来了.特点：a.速度选择器只选择速度(大小、方向)而不选择粒子的质量和电荷量，如上图中若从右侧入射则不能穿过场区.b.速度选择器B、E、v三个物理量的大小、方向互相约

30、束，以保证粒子受到的电场力和洛伦兹力等大、反向，如上图中只改变磁场B的方向，粒子将向下偏转.c.v>v时，则qBv>qE，粒子向上偏转；当v<v时，qBv<qE，粒子向下偏转.要点深化a.从力的角度看，电场力和洛伦兹力平衡qEqvB；b.从速度角度看，v；c.从功能角度看，洛伦兹力永不做功.(4)电磁流量计如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体流过导管.原理：导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成电场.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定.由BqvEqq，可得v液体流

31、量QSv·(5)霍尔效应如图所示，高为h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，当电流通过导体时，在导体板的上表面A和下表面A之间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压.设霍尔导体中自由电荷(载流子)是自由电子.图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力 ，在上表面A积聚电子，则qvBqE，EBv，电势差UEhBhv.又InqSv导体的横截面积Shd得v所以UBhvk=，称霍尔系数重点难点突破一、解决复合场类问题的基本思路1.正确的受力分析.除重力、弹力、摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析.2.正确分析物体的运动状态.找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程，如果出现临界状

32、态，要分析临界条件.3.恰当灵活地运用动力学三大方法解决问题.(1)用动力学观点分析，包括牛顿运动定律与运动学公式.(2)用动量观点分析，包括动量定理与动量守恒定律.(3)用能量观点分析，包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律.针对不同的问题灵活地选用，但必须弄清各种规律的成立条件与适用范围.二、复合场类问题中重力考虑与否分三种情况1.对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应考虑其重力.2.在题目中有明确交待是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比

33、较简单.3.直接看不出是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定是否要考虑重力.典例精析1.带电粒子在复合场中做直线运动的处理方法【例1】如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面间的夹角为(sin 0.6)，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外.一个电荷量q4.0×102 C、质量m0.40 kg的光滑小球，以初速度v020 m/s从斜面底端向上滑，然后又下滑，共经过3 s脱离斜面.求磁场的磁感应强度(g取10 m/s2).【拓展1】如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带

34、电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中.设小球电荷量不变，小球由静止下滑的过程中( )A.小球加速度一直增大 B.小球速度一直增大，直到最后匀速C.杆对小球的弹力一直减小 D.小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变2.灵活运用动力学方法解决带电粒子在复合场中的运动问题【例2】如图所示，水平放置的M、N两金属板之间，有水平向里的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T.质量为m19.995×107 kg、电荷量为q1.0×108 C的带电微粒，静止在N板附近.在M、N两板间突然加上电压(M板电势高于N板电势)时，微粒开始运动，经一段时

35、间后，该微粒水平匀速地碰撞原来静止的质量为m2的中性微粒，并粘合在一起，然后共同沿一段圆弧做匀速圆周运动，最终落在N板上.若两板间的电场强度E1.0×103 V/m，求：(1)两微粒碰撞前，质量为m1的微粒的速度大小；(2)被碰撞微粒的质量m2；(3)两微粒粘合后沿圆弧运动的轨道半径.【拓展2】如图所示，在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有一倾角为的足够长的光滑绝缘斜面.磁感应强度为B，方向水平向外；电场强度为E，方向竖直向上.有一质量为m、带电荷量为q的小滑块静止在斜面顶端时对斜面的正压力恰好为零.(1)如果迅速把电场方向转为竖直向下，求小滑块能在斜面上连续滑行的最远距离L和所用时

36、间t；(2)如果在距A端L/4处的C点放入一个质量与滑块相同但不带电的小物体，当滑块从A点静止下滑到C点时两物体相碰并黏在一起.求此黏合体在斜面上还能再滑行多长时间和距离？【例3】在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示.不计重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点

37、的总时间t.【拓展3】如图所示，真空室内存在宽度为s8 cm的匀强磁场区域，磁感应强度B0.332 T，磁场方向垂直于纸面向里.紧靠边界ab放一点状粒子放射源S，可沿纸面向各个方向放射速率相同的粒子.粒子质量为m6.64×1027 kg，电荷量为q3.2×1019 C，速率为v3.2×106 m/s.磁场边界ab、cd足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧cd与MN之间有一宽度为L12.8 cm的无场区域.MN右侧为固定在O点的电荷量为Q2.0×106 C的点电荷形成的电场区域(点电荷左侧的电场分布以MN为边界).不计粒子的重力，静电力常量k9.0

38、15;109 N·m2/C2，(取sin 37°0.6，cos 37°0.8)求：(1)金箔cd被粒子射中区域的长度y；(2)打在金箔d端离cd中心最远的粒子沿直线穿出金箔，经过无场区进入电场就开始以O点为圆心做匀速圆周运动，垂直打在放置于中心线上的荧光屏FH上的E点(未画出)，计算OE的长度；(3)计算此粒子从金箔上穿出时损失的动能.3.带电体在变力作用下的运动 【例4】竖直的平行金属平板A、B相距为d，板长为L，板间的电压为U，垂直于纸面向里、磁感应强度为B的磁场只分布在两板之间，如图所示.带电荷量为q、质量为m的油滴从正上方下落并在两板中央进入板内空间.已知

39、刚进入时电场力大小等于磁场力大小，最后油滴从板的下端点离开，求油滴离开场区时速度的大小.第 5 课时单元综合提升知识网络构建经典方法指导本章综合性较强、题型较多，对一些典型问题和题型，要掌握分析的思路和方法.1.熟悉各类磁铁、电流的磁场，明确空间分布特征对常见磁铁和电流的磁场，不仅需要熟悉它们的平面分布情况，也要掌握它们的空间分布特征和规律.2.安培力的分析与计算(1)掌握安培力的大小和方向.(2)通电直导线在磁场中受安培力作用下运动情况的判断是一个难点.一般按以下程序分析：用立体图或平面图明确磁场的分布情况.依据左手定则判断导体的受力情况.由受力确定导线或线圈做何种运动.同时应注意分段分析的

40、技巧.(3)通电导体在磁场中的运动，是力、电综合问题，在解题时要注意进行受力分析，并结合力学的相关规律.3.洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动(1)洛伦兹力的大小和方向.(2)带电粒子在匀强磁场中的运动.要熟练掌握带电粒子做匀速圆周运动的半径R、周期T等公式，会进行推导.(3)带电粒子在有界匀强磁场中的运动.带电粒子垂直射入有界匀强磁场区域，经历了一段圆周运动后离开磁场区域，其轨迹是残缺圆.解决此类问题的关键在于画出带电粒子的运动轨迹.(4)圆周运动中的多解问题.形成多解的原因很多，常见的有粒子的带电性不确定、临界状态的不唯一性、运动的周期性、匀强磁场方向的不确定性等.应注意研究的思路和方法

41、.4.带电粒子在组合场与复合场中的运动此类题综合性很强，有很明显的力学特征，一般要从受力、运动、能量的角度来分析，再结合牛顿运动定律、运动学规律、能量关系等来解决.主要从三个方面入手：(1)受力图景；(2)运动图景；(3)能量图景.高考真题赏析1、(2008·重庆)下图为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心，OH为对称轴，夹角为2的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M，且OMd.现有一正离子束以小发射角(纸面内)从C射出，这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到D，试求：(1)

42、磁感应强度的大小和方向(提示：可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象)；(2)离子沿与CM成角的直线CN进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；(3)线段CM的长度.2、(2009·全国)如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线abcd所受到的磁场的作用力的合力( A )A.方向沿纸面向上，大小为ILBB.方向沿纸面向上，大小为ILBC.方向沿纸面向下，大小为ILBD.方向沿纸面向下，大小为ILB3.(2009·

43、;北京)如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出.若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b( C )A.穿出位置一定在O点下方 B.穿出位置一定在O点上方C.运动时，在电场中的电势能一定减小 D.在电场中运动时，动能一定减小4.(2009·重庆)在如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断

44、两段导线( D )A.相互吸引，fa>fb B.相互排斥，fa>fbC.相互吸引，fa<fb D.相互排斥，fa<fb5.(2009·宁夏)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小的电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触点间的距离为3.

45、0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负分别为( A )A.1.3 m/s，a正、b负 B.2.7 m/s，a正、b负C.1.3 m/s，a负、b正 D.2.7 m/s，a负、b正6.(2007·海南)据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接.开始时炮弹在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d0.10 m，导轨长L5.0 m，炮弹质量m0.30 kg

46、.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)6.(2009·福建)图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B2.0×103 T，在x轴上距坐标原点L0.50 m的P处为粒子的入射口，在y上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v3.5×104 m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L0.50 m的M处被观测到，且运动轨迹

47、半径恰好最小，设带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计其重力.(1)求上述粒子的比荷；(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形.7、如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0。求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁