【物理】安培力與洛倫茲力章末小結(jié)課件-2023-2024學(xué)年高二下人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

第1章安培力與洛倫茲力章末小結(jié)物理選擇性必修第二冊(cè)第一章安培力與洛倫茲力課前練:[例2]在如圖所示的寬度范圍內(nèi)，用電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可使初速度是v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)θ角，在同樣的寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)，使該粒子穿過(guò)該區(qū)域，并使偏轉(zhuǎn)角也為θ(不計(jì)粒子的重力)，求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?2)粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間之比．系統(tǒng)集成第26頁(yè)專題總結(jié)：安培力與洛倫茲力

1．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的平衡和加速(1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖和俯視圖等．(2)確定導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)的方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向．(3)結(jié)合通電導(dǎo)線的受力分析、運(yùn)動(dòng)情況等，列出平衡方程或應(yīng)用牛頓第二定律求解．2．安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)(1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)．(2)安培力做功的實(shí)質(zhì)：起轉(zhuǎn)化能量的作用．①安培力做正功：將電源的能量轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或其他形式的能．②安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲(chǔ)存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的能．熱點(diǎn)一安培力與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用熱點(diǎn)二電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)的區(qū)別熱點(diǎn)三帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題動(dòng)態(tài)圓模型解決臨界極值問(wèn)題1.放縮圓定向不定徑2.旋轉(zhuǎn)圓定徑不定向3.平移圓4.最遠(yuǎn)距離：直徑

5.最長(zhǎng)時(shí)間：圓心角

系統(tǒng)集成第27頁(yè)四種運(yùn)動(dòng)類型(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，帶電粒子將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等、方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．(3)一般的曲線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上時(shí)，帶電粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線．(4)分階段運(yùn)動(dòng)：帶電粒子可能依次通過(guò)幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程由幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)階段組成．熱點(diǎn)四帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.如圖所示，豎直平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v與磁場(chǎng)方向垂直，與電場(chǎng)方向成45°角射入復(fù)合場(chǎng)中，恰能做直線運(yùn)動(dòng)，求電荷種類，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，重力加速度為g。帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法(1)帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)要根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程的先后順序和受力特點(diǎn)辨別清楚粒子在電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)．(2)帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)①當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件列方程求解．②當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程求解．③當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選用動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解．1.速度選擇器(1).qE=qvB(2).速度選擇器只選擇粒子的速度,包括大小和方向；

而對(duì)粒子的質(zhì)量、電荷量大小及帶電正、負(fù)無(wú)要求.2.磁流體發(fā)電機(jī)

3.電磁流量計(jì)

4.質(zhì)譜儀①電離室：使中性氣體電離，產(chǎn)生帶電粒子②加速電場(chǎng)：使帶電粒子獲得速度③粒子速度選擇器：使具有相同速度的粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)④偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：使不同帶電粒子偏轉(zhuǎn)分離⑤照相底片：記錄不同粒子偏轉(zhuǎn)位置及半徑5.回旋加速器1.加速條件:T交=T回2.粒子最大速度：3.加速時(shí)間:1．帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在相同的初速度的條件下，正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，形成多解．如圖甲，帶電粒子以速度v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若粒子帶正電，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為a，若粒子帶負(fù)電，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為b.2．磁場(chǎng)方向不確定形成多解有些題目只告訴磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的多解．如圖乙，帶正電粒子以速度v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若B垂直于紙面向里，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為a，若B垂直于紙面向外，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為b.熱點(diǎn)五帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題2．長(zhǎng)為l的水平極板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為l，極板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力），從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，則粒子的速度應(yīng)滿足的條件？

1．帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在相同的初速度的條件下，正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，形成多解．如圖甲，帶電粒子以速度v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若粒子帶正電，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為a，若粒子帶負(fù)電，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為b.2．磁場(chǎng)方向不確定形成多解有些題目只告訴磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的多解．如圖乙，帶正電粒子以速度v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若B垂直于紙面向里，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為a，若B垂直于紙面向外，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為b.3．臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過(guò)去了，也可能轉(zhuǎn)過(guò)180°從入射界面那邊反向飛出，如圖丙所示，于是形成了多解熱點(diǎn)五帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題[例5]如圖所示，某平面內(nèi)有折線PAQ為磁場(chǎng)的分界線，已知∠A＝90°，AP＝AQ＝L.在折線的兩側(cè)分布著方向相反、與平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子從P點(diǎn)沿PQ方向射出，途經(jīng)A點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力．求粒子初速度v應(yīng)滿足的條件及粒子從P點(diǎn)經(jīng)A點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)所需時(shí)間的最小值．

系統(tǒng)集成第27頁(yè)4．運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解帶電粒子在部分是電場(chǎng)、部分是磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)往往具有周期性，從而形成多解，如圖丁所示．課堂小結(jié)：安培力與洛倫茲力熱點(diǎn)一安培力與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用熱點(diǎn)二電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)的區(qū)別熱點(diǎn)三帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題熱點(diǎn)四帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)熱點(diǎn)五帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題

[例1]如圖所示，相距為d、傾角為α的光滑平行導(dǎo)軌處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)