高考物理磁場經(jīng)典題型及其解題基本思路

1、1高考物理系列講座高考物理系列講座——帶電粒子在場中的運(yùn)動帶電粒子在場中的運(yùn)動【專題分析】【專題分析】帶電粒子在某種場(重力場、電場、磁場或復(fù)合場)中的運(yùn)動問題，本質(zhì)還是物體的動力學(xué)問題電場力、磁場力、重力的性質(zhì)和特點(diǎn)：勻強(qiáng)場中重力和電場力均為恒力，可能做功；洛倫茲力總不做功；電場力和磁場力都與電荷正負(fù)、場的方向有關(guān)，磁場力還受粒子的速度影響，反過來影響粒子的速度變化.【知識歸納】【知識歸納】一、安培力一、安培力1.安培力：通電導(dǎo)線

2、在磁場中受到的作用力叫安培力.【說明】磁場對通電導(dǎo)線中定向移動的電荷有力的作用，磁場對這些定向移動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力.2.安培力的計(jì)算公式：F=BILsin?；通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，即?=900，此時(shí)安培力有最大值；通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，即?=00，此時(shí)安培力有最小值，F(xiàn)min=0N；0＜?＜90時(shí)，安培力F介于0和最大值之間.3.安培力公式的適用條件；①一般只適用于勻強(qiáng)磁場；②導(dǎo)線垂直于磁場；③L為導(dǎo)線的有效長度，

3、即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端；④安培力的作用點(diǎn)為磁場中通電導(dǎo)體的幾何中心；⑤根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對磁體有反作用力.【說明】安培力的計(jì)算只限于導(dǎo)線與B垂直和平行的兩種情況.二、左手定則二、左手定則1.通電導(dǎo)線所受的安培力方向和磁場B的方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來判定.2.用左手定則判定安培力方向的方法：伸開左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一

4、平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，并使四指指向電流方向，這時(shí)手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向.3.安培力F的方向既與磁場方向垂直，又與通電導(dǎo)線方向垂直，即F總是垂直于磁場與導(dǎo)線所決定的平面.但B與I的方向不一定垂直.4.安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的關(guān)系①已知I、B的方向，可惟一確定F的方向；②已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；③已知F、I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

5、B的方向不能惟一確定.三、洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力三、洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力.1.洛倫茲力的公式：F=qvBsin?；2.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向互相平行時(shí)，F(xiàn)=0；3.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向互相垂直時(shí)，F(xiàn)=qvB4.只有運(yùn)動電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為0；四、洛倫茲力的方向四、洛倫茲力的方向1.運(yùn)動電荷在磁場中受力方向可用左手定則來判定；2.洛倫茲

6、力f的方向既垂直于磁場B的方向，又垂直于運(yùn)動電荷的速度v的方向，即f3電荷的動能.6.勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下，運(yùn)動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運(yùn)動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧.八、對于重力的考慮八、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況.(1)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計(jì)其重力，因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴

7、、金屬塊等不做特殊交待時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮其重力.(2)在題目中有明確交待的是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單.(3)是直接看不出是否要考慮重力，但在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動分析時(shí)，要由分析結(jié)果，先進(jìn)行定性確定再是否要考慮重力.九、動力學(xué)理論：九、動力學(xué)理論：(1)粒子所受的合力和初速度決定粒子的運(yùn)動軌跡及運(yùn)動性質(zhì)；粒子所受的合力和初速度決定粒子的運(yùn)動軌跡及運(yùn)動性質(zhì)；(2)勻變速直線運(yùn)動公式、運(yùn)動的合成和分解、勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式；勻

8、變速直線運(yùn)動公式、運(yùn)動的合成和分解、勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式；(3)牛頓運(yùn)動定律、動量定理和動量守恒定律；牛頓運(yùn)動定律、動量定理和動量守恒定律；(4)動能定理、能量守恒定律動能定理、能量守恒定律.十、在生產(chǎn)、生活、科研中的應(yīng)用：如顯像管、回旋加速器、速度選擇器、正負(fù)電子對十、在生產(chǎn)、生活、科研中的應(yīng)用：如顯像管、回旋加速器、速度選擇器、正負(fù)電子對撞機(jī)、質(zhì)譜儀、電磁流量計(jì)、磁流體發(fā)電機(jī)、霍爾效應(yīng)等等撞機(jī)、質(zhì)譜儀、電磁流量計(jì)、磁流體發(fā)電機(jī)、

9、霍爾效應(yīng)等等.正因?yàn)檫@類問題涉及知識面大、能力要求高，而成為近幾年高考的熱點(diǎn)問題，題型有選擇、填空、作圖等，更多的是作為壓軸題的說理、計(jì)算題.分析此類問題的一般方法為：首先從粒子的開始運(yùn)動狀態(tài)受力分析著手，由合力和初速度判斷粒子的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動性質(zhì)，注意速度和洛倫茲力相互影響這一特點(diǎn)，將整個(gè)運(yùn)動過程和各個(gè)階段都分析清楚，然后再結(jié)合題設(shè)條件，邊界條件等，選取粒子的運(yùn)動過程，選用有關(guān)動力學(xué)理論公式求解【題型歸納】【題型歸納】【例1】如圖，

10、在某個(gè)空間內(nèi)有一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度，又有一個(gè)與電場垂直的水平方向勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度B＝10T。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m＝2106kg、帶電量q＝2106C的微粒，在這個(gè)電場和磁場疊加的空間作勻速直線運(yùn)動。假如在這個(gè)微粒經(jīng)過某條電場線時(shí)突然撤去磁場，那么，當(dāng)它再次經(jīng)過同一條電場線時(shí)，微粒在電場線方向上移過了多大距離。（ｇ取10m／S2）【解析】題中帶電微粒在疊加場中作勻速直線運(yùn)動，意味著微粒受到的重力、電場力和磁場力平衡。進(jìn)一步的分析可