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高考物理帶電粒子在復合場中的運動考點總結(jié)(存儲版)

2025-10-09 08:59上一頁面

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【正文】 阻礙原磁通量的變化 —— “ 增反減同 ” ; (2)阻礙相對運動 —— “ 來拒去留 ” ; (3)使線圈平面有擴大或縮小的趨勢 —— “ 增縮減擴 ” ; (4)阻礙原電流的變化 (自感現(xiàn)象 ) —— “ 增反減同 ” . 如果考查的問題不涉及感應電流的方向,則用楞次定律的推廣含義進行研究可以使分析問題的過程簡化. 1.如圖 9- 1- 1所示,光滑 固定導軌 m、 n水平放置, 兩根導體棒 p、 q平行放于 導軌上,形成一個閉合回 路,當一條形磁鐵從高處 下落接近回路時 ( ) 圖 9- 1- 1 A. p、 q將互相靠攏 B. p、 q將互相遠離 C. p、 q保持靜止 D.因磁鐵的極性未知,故無法判斷 p、 q運動方向 解析: 條形磁鐵從高處下落接近回路時,穿過閉合回路的磁通量將增加,根據(jù)楞次定律,感應電流產(chǎn)生的磁場將阻礙這一磁通量的增加,具體表現(xiàn)應為:使回路面積減小以延緩磁通量的增加,故 A正確. 答案: A 1.應用現(xiàn)象 基本現(xiàn)象 應用的定則或定律 運動電荷、電流產(chǎn)生磁場 安培定則 磁場對運動電荷、電流有作用力 左手定則 電磁 感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則 閉合回路磁通量變化 楞次定律 2.應用區(qū)別 關鍵是抓住因果關系: (1)因電而生磁 (I→B)→安培定則; (2)因動而生電 (v、 B→I)→右手定則; (3)因電而受力 (I、 B→F安 )→左手定則. 判斷感應電流方向的右手定則是楞次定律的特例,在導體切割磁感線的情況下,用右手定則比楞次定律方便. 2.如圖 9- 1- 2所示, 水平放置的兩條光滑軌 道上有可自由移動的金 屬棒 PQ、 MN,當 PQ在 外力作用下運動時, MN 在磁場力的作用下向右運 動,則 PQ所做的運動可能 是 ( ) 圖 9- 1- 2 A.向右加速運動 B.向左加速運動 C.向右減速運動 D.向左減速運動 解析: 分析該類問題,首先要明確 PQ運動是引起 MN運動的原因,然后根據(jù)楞次定律和左手定則判斷. 由右手定則, PQ向右加速運動,穿過 L1的磁通量向上且增加,由楞次定律和左手定則可判斷 MN向左運動,故 A錯. 若 PQ向左加速運動,情況正好和選項 A相反,故 B對. 若 PQ向右減速運動,由右手定則,穿過 L1的磁通量向上且減小,由楞次定律和左手定則可判知 MN向右運動,故 C對. 若 PQ向左減速運動,情況恰好和選項 C相反,故 D錯. 答案: BC (2020 又 qvB= m 聯(lián)立以上各式,求得 L= 代入數(shù)據(jù),解得 L≈ cm. 答案: cm 1.常見運動形式的分析 (1)帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動 帶電粒子進入勻強電場、勻強磁場和重力場共同存在的復合場中,重力和電場力等大反向,兩個力的合力為零,粒子運動方向和磁場方向垂直時,帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動. (2)帶電粒子在勻強電場、勻強磁場和重力場中的直線運動 自由的帶電粒子 (無軌道約束 ),在勻強電場、勻強磁場和重力場中的直線運動應該是勻速直線運動,這是因為電場力和重力都是恒力,若它們的合力不與洛倫茲力平衡,則帶電粒子速度的大小和方向都會改變,就不可能做直線運動. (粒子沿磁場方向運動除外 ) 2.帶電粒子在復合場中運動的處理方法 (1)搞清楚復合場的組成.一般是磁場、電場的復合;磁場、 重力場的復合;磁場、重力場、電場的復合;電場和磁場分區(qū)域存在. (2)正確進行受力分析.除重力、彈力、摩擦力外還要特別 關注電場力和磁場力的分析. (3)確定帶電粒子的運動狀態(tài).注意將運動情況和受力情況結(jié) 合進行分析. (4)對于粒子連續(xù)經(jīng)過幾個不同場的情況,要分段進行分析、 處理. (5)畫出粒子的運動軌跡,靈活選擇不同的運動規(guī)律. 1.當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時,根據(jù)受力 平衡列方程求解. 2.帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時,應用牛頓運 動定律結(jié)合圓周運動知識進行求解. 3.當帶電粒子做復雜的曲線運動時,一般用功能關系進 行求解. 2. (2020海南高考 )一長直鐵芯上繞有 一固定線圈 M,鐵芯右端與一木質(zhì) 圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合 金屬環(huán) N, N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦 移動. M連接在如圖 9- 1- 8所示 的電路中,其中 R為滑線變阻器, E1 和 E2為直流電源, S為單刀雙擲開關. 下列情況中,可觀測到 N向左運動的是 ( ) 圖 9- 1- 8 A.在 S斷開的情況下, S向 a閉合的瞬間 B.在 S斷開的情況下, S向 b閉合的瞬間 C.在 S已向 a閉合的情況下,將 R的滑動頭向 c端移動時 D.在 S已向 a閉合的情況下,將 R的滑動頭向 d端移動時 解析: 由圖可知, A、 B中都是通電發(fā)生電磁感應,由楞次定律可得,產(chǎn)生的感應電流的磁場要阻礙原磁場的變化,都是產(chǎn)生排斥作用, N將向右運動;而 C、 D在通電情況下移動滑動變阻器,滑動頭向 c端移動時,接入電路中的電阻變大,電流變小,由楞次定律可知兩者互相吸引, N將向左運動,反之,當滑動頭向 d移動時, N將向右運動.故只有 C項正確. 答案: C 。2.帶電粒子在復合場中的運動狀態(tài) (1)當帶電粒子所受合外力為零時,將在復合場中靜止或 做 運動. (2)由洛倫茲力提供向心力,帶電粒子做勻速圓周運動. 一、帶電粒子在復合場中的運動 1.復合場: 、 和重力場并存或兩種場并存,或 分區(qū)域存在.粒子在復合場中運動時,要考慮 、 的作用,有時也要考慮重力的作用. 電場 磁場 電場力 磁場力 勻速直線 研究帶電粒子在復合場中的運動時,要明確各種不同力的性質(zhì)、特點,正確畫出其運動軌跡,選擇恰當?shù)囊?guī)律求解. 二、復合場應用實例 1.速度選擇器 如圖 8- 3- 1所示,所受重力可 忽略不計的帶電粒子垂直射入 正交的勻強電場和勻強磁場的 復合場空間,所受電場力和洛 倫茲力方向相反,大小相等. 即 Eq= Bqv,所以 v= ① 凡是符合 ① 式的粒子能順利通過場區(qū)從 O2孔射出,凡是不符合 ① 式的粒子均不能從 O2孔射出. 圖 8- 3- 1 2.磁流體發(fā)電機 如圖 8- 3- 2所示,等離子噴入磁場區(qū)域,磁場區(qū)域中有兩塊金屬板 a和 b,
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