电磁学专题复习建议.ppt

电磁学专题复习建议,北航附中备课组,第二轮复习的 困惑：,教师讲授易简单重复，给人“炒剩饭”的感觉。学生听课易疲劳，觉得这样的复习课犹如鸡肋，食之无味，弃之不甘。教师常常以考代练，自觉不自觉中陷入题海之中。教师容易越俎代庖，不清楚学生缺什么，没有解决存在的问题。,很容易走过场，找不到行之有效的办法。,痛苦！,无奈！,空耗！,专家说：目前存在的 问题和面临的任务：,物理知识较全面，但可能比较离散，缺乏系统性；情景模型较丰富，但可能比较混乱，缺乏清晰性；解题思路较活跃，但可能比较肤浅，缺乏稳定性；思想方法较多样，但可能比较特殊，缺乏概括性。,（1）整合、梳理一轮复习的内容，挖掘知识点间的内在联系，构建学科知识网络。（2）比较、归纳问题类型，突破重点、难点，提炼解题思路，深化学科思想和方法，提高综合能力。（3）完善能力结构，培养解题习惯，提升应试技巧，加强应试心理训练，树立自信心。,关于专题教学的设计：,把课堂时间留一部分给学生！,大多数课堂师生心理情绪状态变化曲线,4,关于专题教学的设计：,把课堂时间留一部分给学生！,两种学习方式的比较,5,复习内容和时间整体规划,复习内容概述电场、稳恒电流（实验）、磁场、电磁感应、交变电流高考说明知识点数量：32个,复习时间整体规划带电粒子在电场和磁场中的运动（含联系实际部分相关内容）（2周）电磁感应和电路（1周）,北京试卷电磁学试题特点,试题稳中求新，难度适中。“稳”体现在主干知识年年考（主干知识考查分数80%）；“新”体现在试题呈现形式上有变化；“适中”体现在注重对基本概念和基本规律、基本方法的考查；,力和运动、功和能、动量和能量几条主线贯穿计算题（54分）的考查重点,知识专题,方法专题,电场与磁场 物体在电场中的运动；物体在磁场中的运动；物体在复合场中的运动。电磁感应中的电路分析；电磁感应中的能量分析。电磁部分联系实际问题,1、整体法与隔离法；2、用数学、物理方法求极值；3、临界问题；6、解决实际应用问题的技巧；7、隐含条件的挖掘；8、物理模型的识别与构建；9、物理图象；,电磁部分专题设置的思路,两部分的融汇和贯通挑选专题复习习题的标准,8,整体复习思路概述,1.考纲的研究：教学大纲和考试说明是高考命题的依据，考试说明已明确地传达出考试性质、考试范围及要求、能力要求、参考样题等重要信息。认真研究“说明”，了解了命题趋向和要求，明确复习要点。2.研究往届高考题：高考题就是最好的复习资料，认真研究历年高考试题不难找出命题轨迹，从而把握试题难度。明确重点考查知识和能力立意，提高复习的针对性和复习的实效性。,10,11,12,13,14,北京高考题电场磁场电磁感应知识考查情况回顾,15,16,关于专题整合的内容,例：各种功能关系的整合,17,专题一、带电粒子在电场磁场中的运动,知识网络,19,复习思路:,北京高考中主要考点回顾,带电体在电场、重力场中的运动（04（25）、05（23）、12（24）)带电粒子在有界磁场中运动（选择，11年质谱仪）带电粒子在电场磁场组合场中运动(无）带电粒子在电场磁场复合场中运动（选择和联系实际的计算题，较多）,20,选题点一：带电体在重力场和电场中的运动,带电液滴、带电尘埃等带电体在电场中运动时带电体的重力一般不能忽略带电体在重力场和电场构成的复合场中的运动形式多样，可能做直线运动、一般曲线运动、圆周运动等；研究对象可能为单个物体，也可能是多个物体组成的系统；研究方法与力学综合题的分析方法相近，因涉及电场力做功和电势能的变化问题，其机械能不再守恒，但机械能和电势能之和可能守恒，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解,21,例：05上海高考）如图所示，带正电小球质量为m110-2kg，带电量为ql10-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB 1.5ms，此时小球的位移为S 0.15m求此匀强电场场强E的取值范围(g10ms。),由题意可知0，所以当E 7.5104Vm时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充,22,某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为，由动能定理qEScos=,Vm,由题意可知0，所以当E 7.5104Vm时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充,23,为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 qEsinmg即 7.5104V/mE1.25105V/m,点评：通过分析和改错的过程提高学生审题能力，进行规范解题的训练,学生问题：不做受力分析就开始动笔，不注意题目隐含条件（沿水平面运动）,24,25,例1.（04北京25）右图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。已知两板间距d0.1m，板的度l0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1105C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取10m/s2。,选题点一：带电体在重力场和电场中的运动,（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？（2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？（3）设颗粒每次与传带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01。,第一问考查了电场力、运动的合成和分解、匀变速运动规律、牛顿定律；,第二问考查了动能定理,第三问考查了竖直上抛和学生用数学知识解决物理问题的能力,研究标答：学生易错点和解题步骤的严谨规范,（1）左板带负电荷，右板带正电荷。依题意，颗粒在平行板间的竖直方向上满足 lgt2/2 在水平方向上满足 两式联立得,错认为匀直、丢重力,（2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足,易选成d,易写成U,易丢H,电场力做功多加H；不用动能定理用牛顿运动定律和运动学规律分步运算，浪费时间,（3）在竖直方向颗粒作自由落体运动，设它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度为v1,第一次碰后反弹速度为vy,，反弹高度为h1,研究标答：学生易错点和解题步骤的严谨规范,不设相关物理量，表达式中两个速度混为一谈,根据题设条件，颗粒第n次反弹后上升的高度,当n4时，hn0.01m,关注学生是否会解不等式,29,选题点一：带电体在重力场和电场中的运动,30,例3(1)4 m/s(2)0.2 s(3)0.85 J【解析】(1)A、B连线垂直于电场线，故A、B两点电势相等金属块P从A运动到B，电场力做功为零设P刚冲上Q板时的速度为v0，该过程由动能定理有mgRv04 m/s(2)金属块P从B运动到C出电场的过程，由题可知F电qENf(F电cos45mg)1 N则加速度大小aP10 m/s2,31,选题点一 带电体在电场中的运动,易丢电场力分力,易丢判断,设P在C处速度为v1，由2aPxBC解得v12 m/s故t0.2 s(3)金属块P在电场中运动时，木板的加速度大小aQ1 m/s2，所以物块P刚离开电场时，Q板的速度为v2aQt0.2 m/s物块P离开电场后，系统动量守恒，Q板足够长，设P、Q最终共速为v，有mv1Mv2(mM)v解出v0.5 m/s由能量转化与守恒定律，全过程摩擦产生热量QmgR(mM)v2W电,32,知识考查点：牛顿定律、动能定理、动量守恒定律、能量转化与守恒定律,选题点一 带电体在电场中的运动,电场力只在BC段对金属块P做功，W电F电xBCcos450.6 JQ0.85 J,【点评】分析带电粒子(质点)在重力和电场力构成的复合场中的运动问题应注意：(1)根据题意，确定是否考虑重力，质子、粒子、电子、离子等微观粒子一般不考虑重力；而液滴、尘埃、小球等宏观带电质点一般要考虑重力(如例3中金属块则考虑重力)，是否考虑重力最终是由题目给定的运动状态决定的；(2)注意看清研究对象所处的空间方位；(3)注意电场的空间分布规律，特别注意电场力对研究对象是否做功以及做什么功，如例3中金属块由A到B过程中电场力做的总功恰为零,33,选题点一 带电体在电场中的运动,34,选题点一 带电体在电场中的运动,35,从t0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(以水平向右为正方向，g取10 m/s2)，求：(1)23 s内小物块的位移大小；(2)23 s内电场力对小物块所做的功,本题考查的规律有牛顿运动定律、运动学知识、动能定理；还增强了学生从图像中获取信息的能力,选题点一 带电体在电场中的运动,例3变式题1.(1)47 m(2)9.8 J【解析】(1)02 s内小物块的加速度a12 m/s2位移x14 m2 s末小物块的速度为v2a1t24 m/s2 s4 s内小物块的加速度a22 m/s2位移x2x14 m4 s末的速度为v40,36,选题点一 带电体在电场中的运动,因此小物块做周期为4 s的变速运动，第22 s末的速度为v224 m/s，第23 s末的速度为v23v22a2(t23t22)2 m/s所求位移为x(t23t22)47 m.(2)23 s内，设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理有：Wmgx解得W9.8 J.,37,选题点一 带电体在电场中的运动,让学生画v-t图，简化运算过程,38,选题点一 带电体在电场中的运动,例3拓展：粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势与坐标值x的关系如下表格所示：,根据上述表格中的数据可作出如图所示的-x图象。现有一质量m=0.10kg，电荷量q=1.010-7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数=0.20。问：,（1）由数据表格和图象给出的信息，写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。,选题点一 带电体在电场中的运动,考查学生从图象和表格获取信息的能力,（1）由数据表格和图象给出的信息，写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。,（1）解答由数据表格和图像可得，电势与x成反比关系（2分），即,V,学生易丢关系文字表述,（2分）,40,例4（北京05）真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37（取sin370.6，cos370.8）。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中：（1）小球受到的电场力的大小及方向；（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量；（3）小球的最小动量的大小及方向。,对第三问解法的再思考：,水平速度,，竖直速度,小球的速度,有别的方法吗?,研究标答，能否更加高效、准确？,选题点一 带电体在电场中的运动,当V平行减为零时，有动量最小值,方向也一目了然，鼓励学生有自己的想法，使解答简洁、准确，也更有物理的味道。,Eq,vo,V平行,有点繁，有别的方法吗?,Vmin=v0cos53o=0.6v0,选题点一 带电体在电场中的运动,即与电场方向夹角为37斜向上,小球动量的最小值为,最小动量的方向与电场方向夹角为37，斜向上。,学生易丢方向表述,选题点一 带电体在电场中的运动,选择题：两个点电荷周围电场的分布、电场线和等势面的知识、电容器的相关知识、电势能以及动能定理是考试的热点。其中尤以电场线和等势面的题目比较多。,教学重点、难点分析：近几年北京高考对本章知识的考查命题频率较高的且有相当难度的集中在电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中运动这两个知识点上。（近三年没有在选择中出现电场相关题。）,选题点一 带电体在电场中的运动,考点1：,带电粒子在恒定电场中的加速或减速,1.运动情况：,在匀强电场中做加（减）直线运动,2.若初速度为零，由动能定理得：,qU=mv2/2,（对非匀强电场此结论仍适用）,考点2：带电粒子在恒定电场中的偏转,1.运动特点：垂直于匀强电场进入，受恒力作用做类平抛运动,2.解决方法：运动分解,沿v0方向L=v0 t,沿场强方向y=at2/2=ql2U/2mv02d,偏转tan=at/v0=qlU/mv02d,选题点二 带电粒子在电场中的运动,考点3：带电粒子经加速电场后进入偏转电场,经加速电场,侧移y=ql2U2/2mv02d=U2l2/4dU1,偏转角tan=at/v0=qlU2/mv02d=lU2/2dU1,进入偏转电场后：,由此看出粒子经同一加速电场加速后再进入同一偏转电场，其侧移和偏转角与带电粒子本身因素无关。,选题点二 带电粒子在电场中的运动,从 高考说明看出题的落点,选题点二 带电粒子在电场中的运动,选择题出题点：能够运用所学知识，分析带电粒子 在电场中的运动,电场种类,运动类型,匀变速直线、类平抛、匀速圆周（原子核式模型）、变速直线、变速曲线,1.(2004北京）静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如图所示，虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于x 轴、y轴对称。等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P点（其横坐标为-x0）时，速度于x轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在x轴的上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化示意图是：,选题点二 带电粒子在电场中的运动,根据等势线画出电场线的分布，然后分析电子的受力情况可知：,在-x0O段：,水平方向,电子向右做加速运动,竖直方向,电子向下做加速运动，当x0=0时，vy达到最大值，方向沿y轴负向。,在 Ox0段,水平方向,电子继续向右做加速运动,竖直方向,电子做沿加速度方向沿y轴正向的减速运动。,由于电子在水平方向上一直做加速运动，所以t-x0O tOx0。当电子的横坐标到达x0时，电子还在继续做减速运动，所以选,D,培养学生严谨、规范的表述习惯,（06北京）23.(18分)如图1所示，真空中相距d=5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出)，其中B板接地（电势为零）,A板电势变化的规律如图2所示.将一个质量m=2.010-27 kg,电量q=+1.610-19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力.求：,选题点二 带电粒子在电场中的运动,北京高考只限于考查带电粒子在进入匀强电场时速度垂直或平行于场强的情况的计算,选题点二 带电粒子在电场中的运动,(1)在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小;,(2)若A板电势变化周期T=1.010-5 s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子到达A板时动量的大小；,(3)A板电势变化频率多大时，在t=到t=时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A板.,考查匀强电场电场强度和牛顿定律,考查匀变速运动和动量定理,考查周期和频率关系，运动特点分析,引导学生画F-t图像和v-t图像,（07北京22.）（16分）两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：极板间的电场强度E；粒子在极板间运动的加速度a；粒子的初速度v0。,选题点二 带电粒子在电场中的运动,学生应变能力差：圆形平板电极没见过，都是粒子惹的祸！,选题点二 带电粒子在电场中的运动,2012年24和2011年24题的对比与分析,12年24题问题回顾（1）求A在电场中的运动时间t；,（2）若B的电荷量为q=Q，求两质点相互作用能的最大值Epm；,选题点二 带电粒子在电场中的运动,（3）为使B离开电场后不改变运动方向，求B所带电荷量的最大值qm,考查牛顿运动定律和匀变速直线运动,考查动能定理、动量和动量守恒、类比的知识迁移能力,考查动量守恒、能量守恒；体会“初、末态无相互作用”的含义,选题点二 带电粒子在电场中的运动,等效,等效,学生要有先画图再做题的习惯,V-t图？,选题点二 带电粒子在电场中的运动,当B在电场中运动时，A、B间的相互作用力及相互作用能均为零；B离开电场后，A、B间的相互作用视为静电作用,选题点二 带电粒子在电场中的运动,例1：（2007上海）如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；（2）若粒子离开电场时动能为Ek，则电场强度为多大？,EktqELEk5Ek，,E,考查点：电场基础知识,选题点二 带电粒子在电场中的运动,练1:（2009上海）位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线A.a点和b点的电场强度相同B.正电荷从c点移到d点，电场力做正功C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大,电场线与等势面的关系；学生的应变能力,（09北京16）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则（）AEPEQ，UPUQ BEPEQ，UPUQ DEPEQ，UPUQ,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,非典型电场线，从电场线分布看场强大小与电势高低,拓展提问：画等势面在P点和Q点释放带电粒子，运动方向？画一条轨迹，判断粒子电性？,(2011 上海 14)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图(),答案:A,选题点二 带电粒子在电场中的运动,练习2：两带电量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（）,A,心中要有电场线,练3：光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行，一质量为m，带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的初速度v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能不可能为（）,选题点二 带电粒子在电场中的运动,A0,B.,C.,D.,A.0,学生自己画出情境图，变抽象为真实,练4：如图1，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向 C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加,选题点二 带电粒子在电场中的运动,图2,考查曲线运动、电场力、做功、动能定理等知识点。,练5：静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线为该收尘板的横截面。.工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。.若用粗黑曲线表示原来静止于点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力),选题点二 带电粒子在电场中的运动,A,例6：.(2009江苏物理)空间某一静电场的电势在轴上分布如图7所示，轴上两点B、C 点电场强度在方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有 AEBx的大小大于ECx的大小 BEBx的方向沿轴正方向 C电荷在点受到的电场力在x方向上的分量最大 D负电荷x沿轴从B移C到的过程中，电场力先做正功，后做负功,选题点二 带电粒子在电场中的运动,图7,例7：（2009年安徽卷第18题）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中,选题点二 带电粒子在电场中的运动,A先做匀加速运动，后做匀减速运动B先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C电势能与机械能之和先增大，后减小D电势能先减小，后增大,例8.如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动。M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。电子在从M经P到达N点的过程中,A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小,选题点二 带电粒子在电场中的运动,学生要会画关键位置力和运动方向的示意图,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,北京计算题考点：联系实际（质谱仪、霍尔元件、电磁流量计）北京选择题考点：单一磁场和复合场中运动情况,学生应牢记典型磁场磁感线分布,与地磁场有关的物理问题,（一）地磁场的分布,A)赤道：B）水平分量：C）竖直分量：,南半球：指向高空,北半球：指向地球表面,平行于地球表面由南指向北,由南指向北,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,假说：地球的磁场是怎样形成的？,1.十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是()A.由西向东垂直磁子午线B.由东向西垂直磁子午线C.由南向北沿磁子午线方向D.由赤道向两极沿磁子午线方向注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线,B,2根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该:A.带负电带正电C.不带电无法确定,A,3.在赤道处沿东西方向放置一根直导线，导线中电子定向运动的方向是从东向西，则导线受到地磁场作用力的方向是（）A向东B向北C向上 D向下,C,4.已知地磁场的水平分量为e，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图所示的通电线圈中央一点磁感应强度。实验方法：先将未通电线圈平面沿南北方向放置，中央放一枚小磁针，下面有量角器，此时磁针极指向北方；给线圈通电，此时小磁针极指向北偏东角后静止。由此可以知道线圈中电流方向（自东向西看）是_（填“顺”或“逆”）时针方向的，线圈中央的磁感应强度=_.,逆,5.从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示，那么（）A.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转,C,极光,6.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（）A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地面向东偏转C相对于预定点稍向西偏转 D相对于预定点稍向北偏转,C,7.图为杭州某校操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻R约为2，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持在频率为2Hz左右。如果同学摇动绳子的最大圆半径h约为1m，电流计读数的最大值I约为3mA，试估算地磁场的磁感应强度的数量级为_；数学表达式B=_。（由R、I、L、f、h等已知量表示）,10-5 T,8.图为地磁场磁感线的示意图.在北半球地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变.由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为U，右方机翼末端处的电势为U，则A.若飞机从西往东飞，U比U高B.若飞机从东往西飞，U比U高C.若飞机从东往西飞，U比高D.若飞机从西往东飞，U2比U1高,图3,AC,9.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，则 a点电势和b点电势 哪点高?,b点电势高,10.据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功。航天飞机在赤道上空离地面约3000Km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5103m/s，从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20km，电阻为800的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，作切割磁感线运动。假设这一范围内的地磁场是均匀的，磁感应强度为410-5T，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同。根据理论设计，通过电离层（由等离子体组成）的作用，悬绳可产生约3A的感应电流，试求：金属悬绳中产生的感应电动势计算时认为金属绳是刚性的并比较绳的两端，即航天飞机端与卫星端电势哪个高？悬绳两端的电压航天飞机绕地球运行一圈，悬绳输出的电能（已知地球半径为6400km）,11、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势,AD,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,（04北京19）如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍.其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（）A.在b、n之间某点 B.在n、a之间某点 C.a点 D.在a、m之间某点,考查带电粒子在磁场中运动半径的表达式和一定的数学知识,（北京06年20）如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的（）A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC.轨迹为pb，至屏幕的时间将等于tD.轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,对碰撞过程的理解：q不变，m变大，轨迹半径的变化带来磁场中运动轨迹的变化,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,(2008北京）19在如图所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感应强度为B的匀强磁场。一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动。据此可以判断出（）A质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小，沿着z轴方向电势升高B质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大，沿着z轴方向电势降低C质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变，沿着z轴方向电势升高D质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变，沿着z轴方向电势降低,共点力平衡、电场力、洛伦兹力、电场力做功与电势能变化关系，考查学生空间想象力,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,（09北京19）如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同的初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）,A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小,C,与08年的题如出一辙，只是情境图不同，考查角度有变化,(2011年福建卷22题）如图甲，在x0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xoy平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子从坐标原点O处，以初速度v0沿x轴正方向射人，粒子的运动轨迹见图甲，不计粒子的重力。（1）求该粒子运动到y=h时的速度大小v；(2)现只改变人射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y-x曲线）不同，但具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向上的运动（y-t关系）是简谐运动，且都有相同的周期T=。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,.求粒子在一个周期内，沿轴方向前进的距离s；.当入射粒子的初速度大小为v0时，其y-t图像如图丙所示，求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅A,并写出y-t的函数表达式。,本题考查了带电粒子在复合场中的运动的知识，同时也考查了考生对图像的理解能力，综合运用知识以及数学运用能力。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,以带电粒子在电、磁复合场中的运动为情境，着重考查对动能和动能定理（）、带电粒子在匀强电场中的运动（）、洛伦兹力和带电粒子在匀强磁场中的运动（）、简谐运动的公式和图像（）及其相关概念和规律的理解和应用。,考查的侧重点是简谐运动的规律及带电粒子在电、磁复合场中运动的相关知识，要求考生具备很强的理解能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，在深入理解有关物理概念和规律的基础上，能对问题的物理情境、物理过程进行综合分析，能将所学的知识进行概括、归纳，形成合理的、较为系统的知识结构，并灵活应用它去解决新情境下问题的能力。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,带电粒子在复合场中的几种典型运动的物理规律,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,在科学技术中的应用举例带电粒子在电场、磁场中的运动规律在科学技术中有广泛的应用，高中物理中常碰到的有：示波器(显像管)、速度选择器、质谱仪、回旋加速器、霍耳效应传感器、电磁流量计等例1一导体材料的样品的体积为abc，A、C、A、C为其四个侧面，如图所示已知导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,带学生再过过基础题，配合适当典型题让学生会从题中识别模型,(1)导体样品A、A两个侧面之间的电压是_，导体样品中自由电子定向移动的速率是_(2)将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体侧面C的电势_(填“高于”、“低于”或“等于”)侧面C的电势(3)在(2)中，达到稳定状态时，沿x方向的电流仍为I，若测得C、C两侧面的电势差为U，试计算匀强磁场的磁感应强度B的大小【解析】(1)由题意知，样品的电阻R根据欧姆定律：U0IR分析t时间定向移动通过端面的自由电子,由电流的定义式I可得v,(2)由左手定则知，定向移动的自由电子向C侧面偏转，故C侧的电势高于C侧面(3)达到稳定状态时，自由电子受到电场力与洛伦兹力的作用而平衡，则有：q qvB解得：B答案(1)(2)高于(3)【点评】本例实际上为利用霍耳效应测磁感应强度的方法，而电磁流量计、磁流体发电机的原理及相关问题的解析都与此例相似,（09北京）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c,a,c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接方向以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。（1）已知D=0.40m，B=2.5103T,Q=0.12m3/s，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（取3.0）（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从入水口流出。因为已加压充满管道，不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法；（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R,a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。,E=1.0103V；改变通电线圈中电流的方向使磁场B反向，或将传感器输出端对调接入显示仪表；增大R，使Rr，则UE,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。,94,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,旧题新审,练习：法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两金属板上。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,忽略边缘效应。则：(1)该发电装置的电动势E_；(2)通过电阻R的电流强度I_；(3)电阻R消耗的电功率P_。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,（04天津）磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R2相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿着导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p维持恒定，求：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,（2010天津理综）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，OO为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离OO的距离。以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,（1）设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿OO的方向从O点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0,选题点三 带电粒子在复合场中的运动,电场里的类平抛和电场外匀速直线相结合，可以求比荷,(2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O点沿OO方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y