打开电磁学的大门.ppt

第三章 打开电磁学的大门 本章优化总结知识网络构建专题归纳整合专题1通电导体在安培力作用下运动方向的判断1电流元分析法：把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断每小段电流元所受的安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动的方向2等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或小磁铁3特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其所受安培力方向，从而确定运动方向4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，然后用牛顿第三定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向例 例1 1(2011 年清流高二文科检测)如图31所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向的电流I 时，导线的运动情况(从上往下看)()图31A 顺时针方向转动，同时下降B 顺时针方向转动，同时上升C 逆时针方向转动，同时下降D 逆时针方向转动，同时上升【精 讲 精 析】先 画 出 磁 铁 在 电 流 处 产 生 的磁 感 线 方 向，本 题 主 要 用 电 流 元 法 和 特 殊 位置 法，即 在N、S 上 方，在 电 流 上 选 取 一 段 微小 电 流，分 析 其 受 力，以 确 定 导 体 的 转 动，再将电流转到特殊位置再确定其平动【答案】A专题2带电粒子在磁场中的运动例 例2 2 如图32中MN 表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，一带电粒子从平板上的狭缝O 处以垂直于平板的初速度v 射入磁场区域，最后到达平板的P 点已知B、v 以及P 到O 的距离l，不计重力，求此粒子的电荷q与质量m 之比图32专题3带电粒子在复合场中的运动情况分析1确定是否考虑重力，方法是：(1)看题目是否有明确的要求或暗示(2)一般情况下，电子、质子、粒子等基本粒子和电荷、离子的重力可能忽略不计带电球、液滴的重力一般应考虑2带电体或通电导体的受力分析要全面、准确，选用平衡条件、牛顿运动定律、能量守恒定律等知识解题3对题目中有动态分析、临界现象等不定条件出现的问题，可用极限分析法辅助分析4带电粒子在叠加场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析(1)当带电粒子在叠加场中所受合外力为零时，做匀速直线运动(如速度选择器)(2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动(3)当 带 电 粒 子 所 受 的 合 外 力 是 变 力，且 与 初 速 度方 向 不 在 一 条 直 线 上 时，粒 子 做 非 匀 变 速 曲 线 运动，这 时 粒 子 的 运 动 轨 迹 既 不 是 圆 弧，也 不 是 抛物 线 由 于 带 电 粒 子 可 能 连 续 通 过 几 个 情 况 不 同的 叠 加 场 区，因 此 粒 子 的 运 动 情 况 也 发 生 相 应 的变 化，其 运 动 过 程 可 能 由 几 种 不 同 的 运 动 阶 段 所组成(2011 年厦门高二文科测试)如图33所示，一倾角为 的足够长的绝缘光滑的斜面置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，一质量为m、带电荷量为q的小物块自斜面顶端由静止释放，则当小物块在斜面上滑行时，经多长时间、多长距离离开斜面？图33例 例3 3【精 讲 精 析】由 于 受 沿 斜 面 向 下 的 重 力 分 力的 作 用，小 物 块 将 加 速 下 滑，随 着 速 度 v 从 零开 始 增 加，F 也 不 断 增 大，但 F 的 方 向 垂 直 于斜 面 向 上，与 物 块 的 运 动 方 向 垂 直 因 此，虽然 F 为 变 力，但 由 于 有 斜 面 支 持 力 N 的 约 束，直 至 离 开 斜 面 之 前，物 块 在 垂 直 于 斜 面 方 向 所受 合 外 力 始 终 为 零，而 沿 斜 面 方 向 的 合 外 力 等于 mgsin，故 物 块 做 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线运动如图34所示图34【答案】见精讲精析