方案【大高考】(全国通用)2016届高考物理 专题九 磁场课件.ppt

要点一　通电导线在安培力作用下的运动的判断方法 [突破指南] 电流元法 把整段导线分为直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向. 等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立. 整理 特殊 位置法 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向. 结论法 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势. 转换研究 对象法 分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体产生的磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力. 整理 【典例1】 (2015·辽宁五校联考)如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2 ，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是(　　) A.FN1＜FN2，弹簧的伸长量减小 B.FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小 C.FN1＞FN2，弹簧的伸长量增大 D.FN1＞FN2，弹簧的伸长量减小 整理 解析　采用“转换研究对象法”：由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，此处磁感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A必受 斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，FN1＞FN2.同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以电流对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C. 答案　C 整理 要点二　安培力作用下的力学综合问题 [突破指南] 整理 【典例2】 (2015·河南郑州一中期中)(多选)如图所示，质量为m、长度为L的直 导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(　　) 整理 【解题探究】 试画出四个选项中四种情形的直导线的受力分析图. 提示　 整理 答案　C 整理 【借题发挥】 解决安培力相关力学问题的“两大关键” (1)要正确画出通电导体受力的平面图，电流方向和磁场方向表示要正确. (2)受力分析时安培力的方向必须用左手定则正确判定，注意安培力的方向既 跟磁感应强度的方向垂直，又和电流方向垂直. 整理 要点三　带电粒子在匀强磁场中的运动 [突破指南] 1.圆心的确定 (1)已知粒子运动轨迹上两点的速度方向，作这两速度的垂线，交点即为圆心. (2)已知粒子入射点、入射方向及运动轨迹对应的一条弦，作速度方向的垂线及弦的垂直平分线，交点即为圆心. (3)已知粒子运动轨迹上的两条弦，作出两弦的垂直平分线，交点即为圆心. (4)已知粒子在磁场中的入射点、入射方向和出射方向，延长(或反向延长)两速度方向所在直线使之成一夹角，作出这一夹角的角平分线，角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心. 整理 2.半径的确定 找到圆心以后，半径的确定和计算一般利用几何知识解直角三角形的办法.带电粒子在有界匀强磁场中常见的几种运动情形如图所示. (1)磁场边界：直线，粒子进出磁场的轨迹具有对称性，如图a、b、c所示. 整理 (2)磁场边界：平行直线，如图d所示. (3)磁场边界：圆形，如图e所示. 整理 4.常用到的关系式如图所示 (1)速度的偏向角φ等于AB所对的圆心角θ. (2)偏向角φ与弦切角α的关系：φ＜180°，φ＝2α；φ＞180°，φ＝360°－2α. (3)圆周运动中有关对称规律：如从同一直线边界射入的粒子，再从这一边界射出时,速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出. 整理 【典例3】 (2015·山东潍坊重点中学质检)如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN， 速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1∶t2为(重力不计)(　　) A.1∶3　　　B.4∶3　　　C.1∶1　　　D.3∶2 整理 答案　D 整理 【借题发挥】 带电粒子在有界匀强磁场中的常用几何关系 (1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点. (2)三个角：速度偏向角、圆心角、弦切角，其中偏向角等于圆心角，也等于弦切角的2倍. 整理