高一物理第十章磁場(chǎng)-資料下載頁(yè)
2024-11-11 05:53本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】力等基本概念，以及磁現(xiàn)象的電本質(zhì)、安培定則、左手定則等規(guī)律。化是解決磁場(chǎng)問(wèn)題的關(guān)鍵。運(yùn)用安培定則、左手定則判斷磁場(chǎng)方向和載流導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)的帶電粒子受力情況是將力學(xué)知識(shí)與磁場(chǎng)問(wèn)題相結(jié)合的切入點(diǎn)。出現(xiàn)錯(cuò)誤；不善于分析多過(guò)程的物理問(wèn)題。θ=180°時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛侖茲力作用。螺線管兩端加上交流電壓后，螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)大小和方向發(fā)生周期性變化，沿軸線飛入的電子始終不受洛侖茲力而做勻速直線運(yùn)動(dòng)。磁鐵吸引導(dǎo)線而使磁鐵導(dǎo)線對(duì)桌面有壓力，選B。因此，盲目地生搬硬套磁通量的計(jì)算公式Φ=B·S，由條形磁鐵。的磁通量Φ大于中間正上方所穿過(guò)的磁通量。為此需要安培力FB與導(dǎo)體。式f=μN(yùn)來(lái)討論靜摩擦力的問(wèn)題。安三力的方向分析，合力不可能為零，所以導(dǎo)體所受靜摩擦力不可能為零。擦力有靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力兩種。N極和S極，可稱為無(wú)極場(chǎng)，不能與條形磁鐵的有極場(chǎng)等效。布，由右手螺旋定則確定其磁感線的方向垂直紙面向里，如圖10-10所示。
【正文】 x軸。 Bqv=mv2／ R 在電場(chǎng)中：粒子在電場(chǎng)中每一次的位移是 l 第 3 次到 達(dá) x 軸時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為一個(gè)圓周和兩個(gè)位移的長(zhǎng)度之和。 【評(píng)析】 把對(duì)問(wèn)題所涉及到的物理圖景和物理過(guò)程的正確分析是解物理題的前提條件，這往往比動(dòng)手對(duì)題目進(jìn)行計(jì)算還要重要，因?yàn)樗从沉四銓?duì)題目的正確理解。高考試卷中有一些題目要求考生對(duì)題中所涉及到的物理圖景理解得非常清楚，對(duì)所發(fā)生的 物理過(guò)程有正確的認(rèn)識(shí)。這種工作不一定特別難，而是要求考生有一個(gè)端正的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)真地依照題意畫(huà)出過(guò)程草圖建立物理情景進(jìn)行分析。 例 14 一個(gè)負(fù)離子的質(zhì)量為 m，電量大小為 q，以速度 v0垂直于屏 S 經(jīng)過(guò)小孔 O射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，如圖 1025 所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度 B方向與離子的初速度方向垂直，并垂直于紙面向里。如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間 t到這位置 P，證明：直線 OP 與離子入射方向之間的夾角 θ 跟 t 【錯(cuò)解】 根據(jù)牛頓第二定律和向心加速度公式 【錯(cuò)解原因】 高中階段，我們?cè)趹?yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)， F應(yīng)為恒力或平均力，本題中洛侖茲力是方向不斷變化的力。不能直接代入公式求解。 【分析解答】 如圖 10－ 26，當(dāng)離子到達(dá)位置 P 時(shí)圓心角為 【評(píng)析】 時(shí)時(shí)要注意公式的適用條件范圍，稍不注意就會(huì)出現(xiàn)張冠李戴的錯(cuò)誤。 如果想用平均力的牛頓第二定律求解，則要先求平均加速度 例 15 圖 10－ 27為方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，磁感強(qiáng)度為 B，復(fù)合場(chǎng)的水平寬度為 d，豎直方向足夠長(zhǎng)?，F(xiàn)有一束電量為 +q、質(zhì)量為 m 初速度各不相同的粒子沿電場(chǎng)方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，求能逸出場(chǎng)區(qū)的粒子的動(dòng)能增量 ΔE k。 【錯(cuò)解】 當(dāng)這束初速度不同、 電量為 +q、質(zhì)量為 m的帶電粒子流射入電場(chǎng)中，由于帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力是與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直的，粒子將發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)。有些粒子雖發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但仍能從入射界面的對(duì)面逸出場(chǎng)區(qū)；有些粒子則留在場(chǎng)區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 從粒子射入左邊界到從右邊界逸出，電場(chǎng)力做功使粒子的動(dòng)能發(fā)生變化。根據(jù)動(dòng)能定理有： Eqd=ΔE k 【錯(cuò)解原因】 錯(cuò)解的答案不錯(cuò)，但是不全面。沒(méi)有考慮仍從左邊界逸出的情況。 【分析解答】 由于帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力是與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直的。它只能使速度方向發(fā)生變。粒子速度越大，方向變化越快。因此當(dāng)一束初 速度不同、電量為+q、質(zhì)量為 m 的帶電粒子射入電場(chǎng)中，將發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)。有些粒子雖發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但仍能從入射界面的對(duì)面逸出場(chǎng)區(qū)（同錯(cuò)解答案）；有些粒子將留在場(chǎng)區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)；有些粒子將折回入射面并從入射面逸出場(chǎng)區(qū)。由于洛侖茲力不會(huì)使粒子速度大小發(fā)生變化，故逸出場(chǎng)區(qū)的粒子的動(dòng)能增量等于電場(chǎng)力功。對(duì)于那些折回入射面的粒子電場(chǎng)力功為零，其動(dòng)能不變，動(dòng)能增量 ΔE k=0。 【評(píng)析】 本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和能量變化。這道題計(jì)算量很小，要求對(duì)動(dòng)能定理、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等基本概念、基本規(guī)律有比較深入的理解，而且能夠與題目所 給的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合才能求得解答。在結(jié)合題意分析時(shí)，特別要注意對(duì)關(guān)鍵詞語(yǔ)的分析。本題中： “ 逸出場(chǎng)區(qū) ” 的準(zhǔn)確含義是從任何一個(gè)邊界逸出場(chǎng)區(qū)均可。 例 16 初速度為零的離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為 U 的電場(chǎng)加速后，從離子槍 T中水平射出，與離子槍相距 d 處有兩平行金屬板 MN和 PQ，整個(gè)空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖 10－ 28所示。不考慮重力的作用，荷質(zhì)比 q／ m（ q， m分別為離子的帶電量與質(zhì)量），應(yīng)在什么范圍內(nèi)，離子才能打到金屬板上？ 【錯(cuò)解】 離子在離子槍內(nèi)加速，出射速度為 由牛頓第二定律離子在磁場(chǎng)中離子的加速度為 離子在磁場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng) 【錯(cuò)解原因】 離子在離子槍中的的加速過(guò)程分析正確，離子進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程分析錯(cuò)誤。做平拋運(yùn)動(dòng)物體的加速度為一恒量，僅與初速度垂直。而洛侖茲力總與速度方向垂直，洛侖茲力大小不變、方向變化，它是個(gè)變力。離子在磁場(chǎng)中應(yīng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 【分析解答】 設(shè)離子帶負(fù)電，若離子正好打到金屬板的近側(cè)邊緣 M，則其偏轉(zhuǎn)半 若離子正好打到金屬板的遠(yuǎn)側(cè)邊緣 N，則其偏轉(zhuǎn)半徑滿足關(guān)系 即 因離子從離子槍射出的速度 v由離子槍內(nèi)的加速電場(chǎng)決定 即 代入式 ④ 即得 討論：由以上方程組可知 【評(píng)析】 本題考查的能力要求體現(xiàn)在通過(guò)對(duì)邊界條件的分析，將復(fù)雜的問(wèn)題分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題；把未知的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為已知條件。并且通過(guò)幾何關(guān)系找出大小兩個(gè)半徑來(lái)。從錯(cuò)解中還可以看出，熟練掌握基本的物理模型的特點(diǎn) （加速度與初速度的關(guān)系或加速度與位移之間的關(guān)系等）對(duì)正確選擇解題思路的重要性。
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