【正文】 ＞ L；解之得： v＜ ， v＞ ． 若為正電荷，則繩未斷前， F 向 ＝ F 繩 ＋ F 庫 ，繩斷后， F 向 減小， v不變， r 增大；若初態(tài)繩上無力，則繩斷后仍逆時針，半徑不變；若為負(fù)電荷，將順時針運動，若 F 向 ＝ F 繩 － F 庫 ＝ F 庫 ′時，則半徑不變，若 F 庫 ′＞ F 繩 － F 庫 時，半徑減?。? 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中所受的洛倫茲力的大小不但與速度的大小有關(guān)，而且與速度的方向有關(guān)，當(dāng)粒子的速度方向與磁場方向垂直時，粒子所受的洛倫茲力最大，當(dāng)粒子的速度方向與磁場平行時，帶電粒子不受洛倫茲力的作用，速度大小相同的粒子，沿不同方向進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的大小不同，所以選項 A 不正確。又 ∠ aOb 為磁場圖形區(qū)域的圓周角 所以 ab 即為磁場區(qū)域直徑 O1 的 x坐標(biāo)： x＝ aO1sin60176。當(dāng)環(huán)剛開始下滑時，環(huán)的速度很小，洛倫茲力也很小，環(huán)所受的電場力大于洛倫茲力。求： （ 1）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度； （ 2）磁場區(qū)域圓心 O1 的坐標(biāo)； （ 3）電子在磁場中運動的時間． 高考 真題 這節(jié)內(nèi)容在高考試題中經(jīng)常出現(xiàn)，并且以比較新的形式出現(xiàn)，同學(xué)們要在掌握基本知識的基礎(chǔ)上靈活運用。 解決在洛倫茲力等多力作用下電荷運動問題的注意問題： （ 1）正確分析受力情況是解決電荷運動問題的關(guān)鍵。由此可見洛倫茲力方向總是垂直速度方向和磁場方向，即垂直速度方向和磁場方向決定的平面。由牛頓第二定律得 則粒子的比荷 （ 2）粒子從 D 點飛出磁場速度方向改變了 600 角，故 AD 弧所對的圓心角為 600，粒子做圓周運動的半徑 第 15 頁 共 36 頁 又 ，所以 粒子在磁場中飛行的時間 答案： （ 1）負(fù)電荷， ；（ 2） ， （人教版） 20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)講義： 磁場對運動電荷的作用力（一） 一、內(nèi)容概述 本周我們復(fù)習(xí)磁場對運動電荷的作用力。在右側(cè)磁場中運動所對應(yīng)的圓心角為 300176。 例 解析：帶電粒子在電場力的作用下，從 a 點開始做勻加速運動，在進(jìn)入中間磁場后在洛倫茲力的作用下向下偏轉(zhuǎn)，經(jīng)一段圓弧后，進(jìn)入右側(cè)磁場后，在洛倫茲力的作用下經(jīng)一圓弧后返回到中間磁場，再經(jīng)一圓弧返回到電場，最后在電場中做勻減速直線運動返回到 a 點。 得 ?？碱}一般綜合性強(qiáng)，多把電場的性質(zhì)，運動學(xué)規(guī)律、牛頓運動定律、圓周運動知識、功能關(guān)系等有機(jī)結(jié)合在一起，難度為中等以上，對考生的物理過程和運動規(guī)律的綜合分析能力，空間想象能力、運用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力都有較高的要求。角從磁場射出，則： （ 1）電子圓周運動軌道半徑之比 R1︰ R2 為多少？ （ 2）電子運動速度比 v1︰ v2 為多少？ 例 如圖所示，虛線為有界磁場的豎直界面所在處，其區(qū)域?qū)挾葹?d，磁場磁感強(qiáng)度 為 B，方向垂直紙面向里，有一帶電粒子從磁場中央 O 點出發(fā)，粒子速度大小為 v，方向垂直磁場且與水平方向成 30176。 第 9 頁 共 36 頁 例 某回旋加速器 D 形盒的半徑 R=60cm，用它加 速質(zhì)量 m=10－ 27kg，電荷量 q=10－ 19C 的質(zhì)子，要把靜止質(zhì)子加速到 Ek= 的能量，求 D 形盒內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 應(yīng)多大？ 三、重、難點知識剖析 帶電粒子作勻速圓周運動的圓心、半徑及運動時間的確定： （ 1）圓心的確定，因為洛侖茲力 f 指向圓心，根據(jù) f⊥ v，畫出粒子運動軌跡中任意兩點（一般是射入和射出磁場的兩點）的 f 的方向，其延長線的交點即為圓心。 例 質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示．離子源 S 產(chǎn)生一個質(zhì)量為 m、電量為 q 的正離子．離子產(chǎn)生出來時速度很小，可以看作是靜止的．離子產(chǎn)生出來后經(jīng)過電壓 U 加速，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場，沿著半圓周運動而達(dá)到記錄它的照相底片 P 上，測得它在 P 上的位置到入口處 S1 的距離為 x．則下列說法正確的是（ ） A．若某離子經(jīng)上述裝置后，測得它在 P 上的位置到入口處 S1 的距離大于 x，則說明離子的質(zhì)量一定變大 B．若某離子經(jīng)上述裝置后，測得它在 P 上的位置到入口處 S1 的距離大于 x，則說明加速電壓 U 一定變大 C．若某離子經(jīng)上述裝置后，測得它在 P 上的位置到入口處 S1 的距離大于 x，則說明磁感 應(yīng)強(qiáng)度 B 一定變大 D．若某離子經(jīng)上述裝置后，測得它在 P 上的位置到入口處 S1 的距離大于 x，則說明離子所帶電量 q 可能變小 （三）回旋加速器的工作原理 第 8 頁 共 36 頁 粒子源位于兩 D 形盒的縫隙中央處，從粒子源放射出的帶電粒子經(jīng)兩 D形盒間的電場加速后，垂直磁場方向進(jìn)入某一 D 形盒內(nèi)，在洛侖茲力的作用下做勻速圓周運動，若帶電粒子的電荷量為 q，質(zhì)量為 m，進(jìn)入 D 形盒時速度為 v，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。 二、重、難點知識歸納與講解 （一）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動規(guī)律 第 7 頁 共 36 頁 帶電粒子的速度方向若與磁場方向平行，帶電粒子不受洛倫茲力作用，將以入射速度做勻速直線運動。答案： AD 例 解析： S 閉合時， C1 兩板電壓等于電阻 R2 兩端電壓，上極板電勢高。此時應(yīng)通過先研究阻值不變的電阻 R1 和 R2 的電壓、電流的變化，再去討論 U 并 和 I3 的變化情況。 （ 2）若將開關(guān) S 斷開，此時燈泡 L 消耗的功率為多少？ （ 3）在開關(guān) S 斷開的情況下，仍要使燈泡消耗的功率和 S 閉合時相同，應(yīng)將滑動變阻器的滑動片向哪邊移動？移動到使其有效電阻值 R2′等于多少的位置？ 例 如圖所示的電路中，電源的電動勢恒定，要想使燈泡變暗，可以（ ） A．增大 R1 B．減小 R1 C．增大 R2 D．減小 R2 例 如圖所示， E=10V， C1=C2=30μF， R1=， R2=，電池內(nèi)阻可忽略。 路端電壓與負(fù)載變化的關(guān)系 （ 1）路端電壓與外電阻 R 的關(guān)系： （外電路為純電阻電路） 其關(guān)系用 U—R 圖象可表示為： （ 2）路端電 壓與電流的關(guān)系 U=E－ Ir（普適式） 其關(guān)系用 U—I 圖象可表示為 第 2 頁 共 36 頁 當(dāng) R=∞時，即開路， 當(dāng) R=0 時，即短路， 其中， r=|tgθ|. 閉合電路中的功率 （ 1）電源的總功率（電源消耗的功率） P 總 =IE 電源的輸出功率（外電路消耗的功率） P 輸 =IU 電源內(nèi)部損耗的功率： P 損 =I2r 由能量守恒有： IE=IU＋ I2r （ 2）外電路為純電阻電路時： 由上式可以看出： 即當(dāng) R=r 時， 此時電源效率為： （ 2）當(dāng) Rr 時，隨 R 的增大輸出功率減小。 二、重、難點知識歸納和講解 （一）閉合電路歐姆定律 電源電動勢：電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 （三）含電容器的電路分析：有電容器連接的電路，當(dāng)電路電壓達(dá)到穩(wěn)定時，電容器當(dāng)斷路處理，它兩端的電壓等于它并聯(lián)部分的電阻的兩端電壓。當(dāng)滑動頭向ｂ滑動時， R3 的阻值減小，由 R 并 =R2R3/(R2+R3)知并聯(lián)電路總電阻 R 并 減小，故外電路總電阻 R=R1+R并 減小。 若增大 R1，燈泡兩端電壓變小，燈泡變暗。 高考 真題 答案： 8Ω； 23W 解題詳析： 小球進(jìn)入板間后，受重力和電場力作用，且到 A 板時速度為零．設(shè)兩板間電壓為 UAB，根據(jù)動能定理，有 代入數(shù)據(jù)解得 所以，滑動變阻器兩端電壓 U 滑 ＝ UAB＝ 8V 設(shè)通過滑動變阻器電流為 I，由歐姆定律得 滑動變阻器接入電路的電阻 電源的輸出功率 題型特點與命題趨向： 本題綜合考查了含容直流電路和帶電粒子在電場中的運動等知識，測試分析綜合能力。 由軌道半徑與周期的關(guān)系得： 。 （ 1） PET 所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬 D 形盒的半徑為 R，兩盒間距為 d，在左側(cè) D 形盒圓心處放有粒子源 S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向如圖所示。計算出圓心角 θ 的大小，由公式 ，可求出運動時間。 （ 1）在圖上定性畫出運動軌跡； （ 2）求中間區(qū)域的寬度 d 和粒子運動的周期 T。角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B’多大？此次粒子在磁場中運動所用時間 t 是多少？ 例 解析： 由加速過程得 v＝ 及半徑公式 r＝ 得 r＝ ；故 U、 m、 q，B 都有可能變化導(dǎo)致 x 增大，所以 ABC 不對． 答案： D 例 解析：（ 1）設(shè)質(zhì)子回速最大速度為 v，由和牛頓第二定律有 qvB=m 質(zhì)子的回旋周期 T= 高頻電源的頻率 f= 質(zhì)子加速后的最大動能 Ek= vm2 設(shè)質(zhì)子在電場中加速的次數(shù)為 n，則 En=nqU 又 t=n 可解得 U= （ 2）在電場中 = ， 在 D 形盒中回旋的總時間為 t1=n 第 12 頁 共 36 頁 故 即當(dāng) R d 時， t1 可忽略不計。 根據(jù)粒子經(jīng)過 O、 A 兩點的速度方向確定圓弧軌跡圓心 O1，則有： 而 。 ∴ 。由這四個力的特點可知，小球在下落過程中，只有重力和電場力做功。 二、重、難點知識歸納與講解 洛倫茲力是磁場對運動電荷的作用，它是安培力的微觀本質(zhì)。 三、重、難點知識剖析 第 16 頁 共 36 頁 洛倫茲力與電場力的比較 （ 1）與帶電粒子運動狀態(tài)的關(guān)系 帶電粒子在電場中所受到的電場力的大小和方向，與其運動狀態(tài)無關(guān)。 （ 2）受力變化演變，出現(xiàn)了什么新運動情況，電荷從什么運動狀態(tài)過渡到什么運動狀態(tài)。所以本題的正確選項應(yīng)為 B、 C。 開始下滑時，環(huán)的受力如圖（ 1）所示，當(dāng)彈力為零時，物體在豎直方向只受重力作用，此時環(huán)的加速度最大，由牛頓第二定律可得： mg=mamax， ∴ amax=g=10m/s2. 當(dāng)環(huán)的加速度達(dá)到最大后，環(huán)受力情況如圖（ 2）所示，當(dāng)環(huán)的速度達(dá)到最大時，環(huán)所受的滑動摩擦力等于的重力，即 f=mg。 粒子在 B1 和 B2 磁場區(qū)域中運動的軌跡如圖所示。 帶電小球不動，而磁場運動，也可以看作帶電小球相對于磁場沿相反方向運動，故磁場相對于小球運動時，小球同樣會受到洛倫茲力的作用。 答案： 2200，正 1 解析： （ 1）因洛倫茲力一定垂直速度方向和磁場方向，所以 F1 垂直 B，F(xiàn)2 也垂直 B，即 B垂直 F1 和 F2 決定的平面，所以在 y軸方向上，又因為微粒以v2=2105m/s 的速度沿＋ z 軸運動受 F2=410－ 5N，沿＋ x軸方向，所以 B 沿 y負(fù)方向。（ 8） 聯(lián)立得（ 5）（ 6）（ 7）（ 8）得： v2= （人教版） 20xx屆高三物理復(fù)習(xí)講義： 電功和電功率 一、知識概述 第 24 頁 共 36 頁 電功和電功率是本章兩個重要的概念，在運用公式解決問題時要注意公式的適用范圍；理解電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 電功和電熱的關(guān)系： W≥Q 電流通過做功，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路叫純電阻電路；電能只有一部分轉(zhuǎn)化 為內(nèi)能，而大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等的電路叫 非純電阻電路 . （二）電功率和熱功率 電功率： 電功率是描述電流做功快慢的物理量。 R=R1＋ R2＋ R3. 分壓原理：串聯(lián)電路中的電阻起分壓作用，電壓的分配與電阻成正比。 三、例題精析 例 如圖所示的電路中，三個電阻的阻值相等，電流表 A A2 和 A3 的內(nèi)電阻均可忽略，電流表的讀數(shù)分別為 I I2 和 I3，則 I1︰ I2︰ I3=_______︰ _______︰ _______。 第 27 頁 共 36 頁 無阻導(dǎo)線所連的 A、 A′可視為一點， B、 B′也可視為一點，則其等效電路圖又可改畫成圖乙所示。 答案： 3Ω 說明： “等效替代法 ”是求解直流電路的常