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

高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 知識回扣清單 倒數(shù)第7天 磁場和帶電粒子在磁場或復(fù)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：安培定則：判斷電流周圍的磁場方向左手定則：判斷電流或運動電荷在磁場中的受力方向2通電導(dǎo)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(dāng)通電導(dǎo)線放置方向與磁場平行時，磁場對通電導(dǎo)線無力的作用除此以外，磁場對通電導(dǎo)線有力的作用當(dāng)IB時，磁場對電流的作用為安培力FBIL，其中L為導(dǎo)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 ，注意：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(yīng)為正電荷運動的方向或負(fù)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(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°計算出圓心角的大小，由公式tT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(dāng)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(dāng)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(xué)公式)；(2)當(dāng)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(dāng)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(fù)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(fù)合場中運動問題的思路和方法是怎樣的？答案(1)復(fù)合場及其分類復(fù)合場是指重力場、電場、磁場并存的場，在力學(xué)中常有四種組合形式：電場與磁場的復(fù)合場；磁場與重力場的復(fù)合場；電場與重力場的復(fù)合場；電場、磁場與重力場的復(fù)合場(2)帶電粒子在復(fù)合場中運動問題的處理方法正確分析帶電粒子的受力及運動特征是解決問題的前提靈活選用力學(xué)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速直線運動時，應(yīng)根據(jù)平衡條件列方程求解當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運動時，往往同時應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做非勻速曲線運動時，應(yīng)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(shè)粒子的最大速度為vm，由qvB知vm，則粒子的最大動能Ekmmv.故對同種帶電粒子，帶電粒子獲得的最大動能由磁感應(yīng)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Ek0qU，帶電粒子每回旋一周被加速兩次，增加的動能Ek2qU，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tnT·，故對同種帶電粒子，加速電壓越大，粒子回旋的時間越短