高考物理大二輪專題復習 知識回扣清單 倒數(shù)第7天 磁場和帶電粒子在磁場或復合場中的運動

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1、高考物理大二輪專題復習 知識回扣清單 倒數(shù)第7天 磁場和帶電粒子在磁場或復合場中的運動 1．磁場的基本性質(zhì)是什么？安培定則和左手定則有何區(qū)別？ 答案　(1)磁場是一種物質(zhì)，存在于磁體、電流和運動電荷周圍，產(chǎn)生于電荷的運動，磁體、電流和運動電荷之間通過磁場而相互作用． (2)兩個定則：①安培定則：判斷電流周圍的磁場方向． ②左手定則：判斷電流或運動電荷在磁場中的受力方向． 2．通電導線在磁場中一定受到力的作用嗎？磁場對電流的力的作用有什么特點？ 答案　當通電導線放置方向與磁場平行時，磁場對通電導線無力的作用．除此以外，磁場對通電導線有力的作用．當I⊥B時，磁場對電流的作用為安培力F＝

2、BIL，其中L為導線的有效長度，安培力的方向用左手定則判斷，且安培力垂直于B和I確定的平面． 3．帶電粒子在磁場中的受力情況有何特點？洛倫茲力的大小與哪些物理量有關(guān)，它的方向如何判定？洛倫茲力為什么不做功？ 答案　(1)磁場只對運動電荷有力的作用，對靜止電荷無力的作用．磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力． (2)洛倫茲力的大小和方向：其大小為F洛＝qvBsin θ，注意：θ為v與B的夾角．F洛的方向仍由左手定則判定，但四指的指向應為正電荷運動的方向或負電荷運動方向的反方向． (3)因為洛倫茲力的方向總是垂直于速度方向，所以洛倫茲力不做功． 4．分析帶電粒子在磁場中的勻速圓周運動問題的基

3、本思路和方法是怎樣的？ 答案　(1)圓心的確定：因為洛倫茲力F洛指向圓心，根據(jù)F洛⊥v，畫出粒子運動軌跡上任意兩點的(一般是射入和射出磁場的兩點)F洛的方向，沿兩個洛倫茲力F洛的方向畫其延長線，兩延長線的交點即為圓心，或利用圓心位置必定在圓中任意一根弦的中垂線上，作出圓心位置． (2)半徑的確定和計算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角)． (3)粒子在磁場中運動時間的確定：利用回旋角α(即圓心角)與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于360°計算出圓心角α的大小，由公式t＝T可求出粒子在磁場中運動的時間． (4)注意圓周運動中有關(guān)的對稱規(guī)律：如從同一邊界射入的粒子，從同

4、一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出． 5．當帶電粒子在電場中分別做勻變速直線運動、類平拋運動和一般曲線運動時，通常用什么方法來處理？ 答案　(1)當帶電粒子在電場中做勻變速直線運動時，一般用力的觀點來處理(即用牛頓運動定律結(jié)合運動學公式)； (2)當帶電粒子在電場中做類平拋運動時，用運動的合成和分解的方法來處理； (3)當帶電粒子在電場中做一般曲線運動時，一般用動能定理或能量的觀點來處理． 6．復合場通常指哪幾種場？大體可以分為哪幾種類型？處理帶電粒子在復合場中運動問題的思路和方法是怎樣的？ 答案　(1)復合場及其分類 復合場是指

5、重力場、電場、磁場并存的場，在力學中常有四種組合形式：①電場與磁場的復合場；②磁場與重力場的復合場；③電場與重力場的復合場；④電場、磁場與重力場的復合場． (2)帶電粒子在復合場中運動問題的處理方法 ①正確分析帶電粒子的受力及運動特征是解決問題的前提． ②靈活選用力學規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵 當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，應根據(jù)平衡條件列方程求解． 當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時，往往同時應用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解． 當帶電粒子在復合場中做非勻速曲線運動時，應選用動能定理或能量守恒定律列方程求解． 7．回旋加速器加速帶電粒子時，是不是加速電壓越大，粒子獲得的動能越大，粒子回旋的時間越短？ 答案　設粒子的最大速度為vm，由qvB＝知vm＝，則粒子的最大動能Ekm＝mv＝.故對同種帶電粒子，帶電粒子獲得的最大動能由磁感應強度B和D形盒的半徑?jīng)Q定． 粒子每加速一次獲得的動能ΔEk0＝qU，帶電粒子每回旋一周被加速兩次，增加的動能ΔEk＝2qU，則達到最大動能的回旋次數(shù)n＝＝，若不考慮在電場中加速的時間，帶電粒子在磁場中回旋的總時間t＝nT＝·＝，故對同種帶電粒子，加速電壓越大，粒子回旋的時間越短．