高考物理新精準(zhǔn)大二輪新課標(biāo)課件專(zhuān)題三磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

高考物理新精準(zhǔn)大二輪新課標(biāo)課件專(zhuān)題三磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)匯報(bào)人：XX20XX-01-16目錄contents磁場(chǎng)基本概念與性質(zhì)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)對(duì)電流作用及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)總結(jié)回顧與拓展延伸01磁場(chǎng)基本概念與性質(zhì)磁場(chǎng)是存在于磁體周?chē)囊环N特殊物質(zhì)，它對(duì)放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用。磁場(chǎng)定義磁場(chǎng)可以由永磁體產(chǎn)生，也可以由電流產(chǎn)生。運(yùn)動(dòng)的電荷也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)來(lái)源磁場(chǎng)定義及來(lái)源為了形象地描述磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中畫(huà)出一系列有方向的曲線(xiàn)，這些曲線(xiàn)在磁場(chǎng)中的分布情況反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。磁感線(xiàn)是閉合的，不相交；磁感線(xiàn)的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線(xiàn)越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線(xiàn)越疏的地方磁場(chǎng)越弱。磁感線(xiàn)描述方法磁感線(xiàn)性質(zhì)磁感線(xiàn)定義磁場(chǎng)方向規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。在磁體外部，磁感線(xiàn)由N極指向S極，在磁體內(nèi)部，磁感線(xiàn)由S極指向N極。磁場(chǎng)強(qiáng)弱磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表示，單位是特斯拉（T）。B越大，表示磁場(chǎng)越強(qiáng)?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量電流元在磁場(chǎng)中所受安培力的大小來(lái)判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁場(chǎng)方向與強(qiáng)弱判斷02帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向垂直于帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向所構(gòu)成的平面，指向由磁場(chǎng)方向及粒子電性共同決定。洛倫茲力方向$f=qvBsintheta$，其中$q$為粒子電荷量，$v$為粒子速度，$B$為磁感應(yīng)強(qiáng)度，$theta$為粒子速度方向與磁場(chǎng)方向夾角。當(dāng)粒子速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力最大，為$f=qvB$。洛倫茲力大小洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)規(guī)律圓周運(yùn)動(dòng)條件當(dāng)帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。軌跡分析根據(jù)粒子入射方向和磁場(chǎng)方向，可以確定粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)幾何關(guān)系可以求解相關(guān)物理量。圓周運(yùn)動(dòng)條件與軌跡分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑$r=frac{mv}{qB}$，其中$m$為粒子質(zhì)量，$v$為粒子速度，$q$為粒子電荷量，$B$為磁感應(yīng)強(qiáng)度。半徑計(jì)算帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期$T=frac{2pim}{qB}$，與粒子速度大小無(wú)關(guān)。周期計(jì)算半徑和周期計(jì)算方法03帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)重力所有帶電粒子在地球表面都會(huì)受到重力的作用，方向豎直向下，大小與粒子的質(zhì)量成正比。電場(chǎng)力帶電粒子在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，方向沿電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向，大小與粒子的電荷量和電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。洛倫茲力當(dāng)帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)方向的速度進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用，方向垂直于磁場(chǎng)方向和粒子速度方向所構(gòu)成的平面，大小與粒子的電荷量、速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力共同作用當(dāng)帶電粒子所受合力為零時(shí)，粒子將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受合力恒定且與初速度方向在同一直線(xiàn)上時(shí)，粒子將做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受合力大小恒定、方向始終指向圓心時(shí)（如洛倫茲力提供向心力），粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受合力的大小和方向均變化時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡將是一條復(fù)雜的曲線(xiàn)。一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)類(lèi)型及特點(diǎn)總結(jié)解題技巧分析粒子的受力情況，確定粒子的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型。根據(jù)運(yùn)動(dòng)類(lèi)型選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解。解題技巧與實(shí)例分析注意洛倫茲力的特點(diǎn)，洛倫茲力不做功，不改變粒子的動(dòng)能，但可以改變粒子的速度方向。解題技巧與實(shí)例分析實(shí)例分析【例】一質(zhì)量為$m$、電荷量為$q$的帶正電的小球，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度為$E$，磁感應(yīng)強(qiáng)度為$B$，則下列說(shuō)法正確的是()解題技巧與實(shí)例分析A.小球的速度大小為$frac{E}{B}$B.小球的速度大小為$sqrt{frac{2Eq}{m}}$C.小球的運(yùn)動(dòng)周期為$frac{2pim}{qB}$解題技巧與實(shí)例分析D.小球的運(yùn)動(dòng)周期為$frac{2pi}{E}$【分析】本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，由于洛倫茲力不做功，故只有電場(chǎng)力做功；根據(jù)動(dòng)能定理可求得速度；再由洛倫茲力充當(dāng)向心力求得半徑和周期。解題技巧與實(shí)例分析04磁場(chǎng)對(duì)電流作用及應(yīng)用安培力作用下導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)規(guī)律安培力定義通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為安培力。安培力的方向根據(jù)左手定則確定。導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中受到安培力作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律遵循牛頓第二定律。通過(guò)分析導(dǎo)體棒的受力情況，可以求解其加速度、速度和位移等運(yùn)動(dòng)學(xué)量。電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生條件產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。這可以通過(guò)改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、方向或線(xiàn)圈的面積、角度等方式實(shí)現(xiàn)。電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生條件探討法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用舉例電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。這一規(guī)律稱(chēng)為法拉第電磁感應(yīng)定律。法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律在發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備中有廣泛應(yīng)用。例如，在發(fā)電機(jī)中，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈或改變磁場(chǎng)強(qiáng)度等方式，使穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。應(yīng)用舉例05實(shí)驗(yàn)：研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)洛倫茲力01帶電粒子在磁場(chǎng)中受到垂直于磁場(chǎng)方向和粒子運(yùn)動(dòng)方向的洛倫茲力作用，導(dǎo)致粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)裝置02主要包括粒子源、磁場(chǎng)裝置、探測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。粒子源產(chǎn)生帶電粒子，磁場(chǎng)裝置提供勻強(qiáng)磁場(chǎng)，探測(cè)器記錄粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)步驟03首先調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，使粒子源、磁場(chǎng)裝置和探測(cè)器處于合適的位置；然后開(kāi)啟粒子源和磁場(chǎng)裝置，記錄粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡；最后關(guān)閉實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。實(shí)驗(yàn)原理及步驟介紹VS通過(guò)測(cè)量粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑和周期，可以計(jì)算出粒子的速度、動(dòng)量和能量等物理量。同時(shí)，還可以通過(guò)比較不同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響。誤差分析實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差來(lái)源包括粒子源的穩(wěn)定性、磁場(chǎng)的均勻性、探測(cè)器的精度等。為了減小誤差，可以采取多次測(cè)量取平均值、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置等措施。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理與誤差分析技巧通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和處理，可以得到帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相關(guān)物理量的數(shù)值結(jié)果。這些結(jié)果對(duì)于理解磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用機(jī)制具有重要意義。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些與理論預(yù)測(cè)不符的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。這些異常結(jié)果可能是由于實(shí)驗(yàn)誤差、理論模型的不完善等原因造成的。針對(duì)這些異常結(jié)果，可以進(jìn)行深入的分析和討論，提出可能的解釋和改進(jìn)措施。實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與改進(jìn)建議06總結(jié)回顧與拓展延伸關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)總結(jié)回顧通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為安培力，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為洛倫茲力。這兩種力是磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，其大小和方向遵循左手定則。安培力與洛倫茲力磁場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)形態(tài)，具有方向和強(qiáng)弱，對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁感線(xiàn)是描述磁場(chǎng)分布的一系列閉合曲線(xiàn)，其疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，切線(xiàn)方向表示磁場(chǎng)的方向。磁場(chǎng)的描述磁通量的理解磁通量是描述穿過(guò)某一面積的磁感線(xiàn)條數(shù)的物理量，其大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、面積以及二者之間的夾角有關(guān)。在計(jì)算時(shí)，要注意磁通量的正負(fù)表示磁感線(xiàn)穿過(guò)面積的方向。安培力與洛倫茲力的區(qū)別與聯(lián)系安培力和洛倫茲力都是磁場(chǎng)對(duì)電流或運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，但二者在產(chǎn)生機(jī)理、作用對(duì)象以及計(jì)算公式等方面存在差異。在理解時(shí)，要注意區(qū)分二者的不同點(diǎn)，并掌握其聯(lián)系。帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑和周期與粒子的速度、質(zhì)量、電荷量以及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。在分析時(shí)，要注意運(yùn)用牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解相關(guān)問(wèn)題。易錯(cuò)難點(diǎn)剖析指導(dǎo)高考命題趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)合近幾年高考試題分析，高考物理中關(guān)于磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的考查內(nèi)容主要包括基本概念和規(guī)律的理解、安培力與洛倫茲力的計(jì)算、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。同時(shí)，高考命題