1、磁磁 场场黄冈中学物理组岑栋黄冈中学物理组岑栋指导老师：张再良指导老师：张再良 徐仁华徐仁华？1 1学习学习考纲考纲“熟悉熟悉”考点考点2 2研透研透教材教材“看看清清”地位地位4 4了解学情了解学情“精准精准”设计设计3 3研究真题研究真题“抓住抓住”重点重点5 5科学设计科学设计“赢得赢得”高考高考学习学习考纲考纲“熟悉熟悉”要求要求.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用，与课程标准中过程中运用，与课程标准
2、中“理解理解”和和“应用应用”相当。相当。主题主题内容内容要求要求磁场磁场磁场、磁感应强度、磁感线磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力的公式洛伦兹力的公式带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器质谱仪和回旋加速器级级磁场磁场在教材中的地位和作用：在教材中的地位和作用：研研透透教材教材“看看清清”地位地位研究真题研究真题“抓住抓住”重点重点 题题号号2010201020112011
3、20122012201320132014201420152015201620162017201720182018201920191414物理学史物理学史安培定则、安培定则、地磁场地磁场物理学史、物理学史、惯性惯性匀变速运匀变速运动动电磁感应现电磁感应现象的产生象的产生带电粒子在磁带电粒子在磁场中的运动场中的运动电容器的动态电容器的动态平衡平衡动量及动量守动量及动量守恒定律恒定律运动学、动量、运动学、动量、能量能量原子物理能原子物理能级跃迁级跃迁1515胡克定律胡克定律图像、匀变图像、匀变速运动速运动平抛运动平抛运动电场的叠电场的叠加加安培力大小安培力大小和方向和方向电场能的性质电场能的性质带电
4、粒子在磁带电粒子在磁场中的运动场中的运动平抛运动平抛运动牛顿第二定律牛顿第二定律库仑力、电库仑力、电场力场力1616v-tv-t图像图像功能关系、功能关系、机械能守恒机械能守恒定律定律动态平衡动态平衡分析分析电场中粒电场中粒子运动子运动带电粒子在带电粒子在磁场中的偏磁场中的偏转转理想变压器、理想变压器、交流电交流电理想变压器理想变压器带电粒子在电带电粒子在电磁场中的运动磁场中的运动库仑定律及共库仑定律及共点力平衡点力平衡动量定理动量定理1717电场中粒子运电场中粒子运动动理想变压器、理想变压器、交流电的有交流电的有效值效值理想变压理想变压器、交流器、交流电电电磁感应、电磁感应、i-ti-t图像
5、图像力与运动、力与运动、胡克定律胡克定律功能关系（动功能关系（动能定理能定理）万有引力定律万有引力定律及其应用及其应用核反应方程及核反应方程及爱因斯坦质能爱因斯坦质能方程方程电磁感应电磁感应磁场磁场、安培安培力、电路力、电路1818动态平衡动态平衡安培力、匀安培力、匀变速运动变速运动电场中粒电场中粒子运动子运动磁场中粒磁场中粒子运动子运动电磁感应图电磁感应图象问题象问题平抛运动平抛运动力和运动的关力和运动的关系系电磁感应、安电磁感应、安培力及电磁阻培力及电磁阻尼尼动能定理、机动能定理、机械能守恒定律械能守恒定律匀变速直线匀变速直线运动规律运动规律1919直流电路直流电路天体运动、天体运动、开普
6、勒定律开普勒定律电磁感应电磁感应匀变速运匀变速运动、动、s-ts-t图图像像天体运动、天体运动、开普勒定律开普勒定律电磁感应、楞电磁感应、楞次定律次定律力的动态平衡力的动态平衡分析分析通电导线在磁通电导线在磁场中的安培力场中的安培力楞次定律楞次定律受力分析受力分析2020天体运动、开天体运动、开普勒定律普勒定律电场中粒子电场中粒子运动运动电磁感应、电磁感应、安培力安培力天体运动天体运动圆周运动、圆周运动、向心力向心力牛顿运动定律牛顿运动定律综合综合电场中粒子运电场中粒子运动动点电荷的静电点电荷的静电场场双星问题双星问题电磁感应电磁感应表表1 1：近十年高考全国：近十年高考全国题题号号20102
7、0102011201120122012201320132014201420152015201620162017201720182018201920192121电磁感应电磁感应牛顿第二定牛顿第二定律、律、a-ta-t图图像像天体运动、天体运动、万有引力、万有引力、重力加速度重力加速度功能关系、功能关系、机械能守恒机械能守恒定律定律点电荷的电场点电荷的电场万有引力定万有引力定律及其应用律及其应用v-v-t t图像及追图像及追击相遇击相遇共点力的动共点力的动态平衡态平衡电势、电势电势、电势能及功能关能及功能关系系机械能、万有机械能、万有引力、牛顿运引力、牛顿运动定律动定律2222验证机械能守验证机械
8、能守恒恒电阻测量电阻测量螺旋测微器螺旋测微器测动摩擦因测动摩擦因数、游标卡数、游标卡尺尺探究加速度与探究加速度与力的关系力的关系向心力、牛向心力、牛顿运动定律顿运动定律实验实验打点计时器打点计时器纸带问题分纸带问题分析析滴水小车纸滴水小车纸带问题分析带问题分析胡克定律胡克定律打点计时器使打点计时器使用用2323电阻的测量电阻的测量测匀变速运测匀变速运动加速度动加速度电路连接、电路连接、力的平衡力的平衡电源电动势电源电动势内阻测量内阻测量测量电源的电测量电源的电动势和内阻动势和内阻电表的改装电表的改装 电路的设计电路的设计闭合电路欧闭合电路欧姆定律姆定律等效法测未等效法测未知电阻阻值知电阻阻值电
9、流表的改装电流表的改装2424匀变速直线运匀变速直线运动动匀变速直线匀变速直线运动运动力的平衡、力的平衡、临界状态的临界状态的分析、数学分析、数学运算知识运算知识匀变速直线匀变速直线运动、数学运动、数学运算知识运算知识力与运动力与运动安培力安培力导体切割磁导体切割磁感线的平衡感线的平衡条件及安培条件及安培力力动能定理动能定理爆炸问题的爆炸问题的处理处理带电粒子在磁带电粒子在磁场中的运动场中的运动2525带电粒子在磁带电粒子在磁场圆周运动场圆周运动带电粒子在带电粒子在组合场中的组合场中的运动运动带电粒子在带电粒子在组合场中的组合场中的圆周运动圆周运动电磁感应电磁感应、通电导体在通电导体在磁场运动
10、磁场运动平抛运动、静平抛运动、静电场、功能关电场、功能关系系牛顿第二定牛顿第二定律及运动学律及运动学公式的应用公式的应用多过程运动，多过程运动，功能关系平功能关系平抛、圆周运抛、圆周运动动电场力公式、电场力公式、牛顿第二定牛顿第二定律运动学公律运动学公式式带电粒子在带电粒子在电磁场中的电磁场中的运动运动牛顿运动定律、牛顿运动定律、机械能、功能机械能、功能关系、动量守关系、动量守恒恒研究真题研究真题“抓住抓住”重点重点 表表1 1：近十年高考全国：近十年高考全国高考热点统计高考热点统计要求要求2015201520162016201720172018201820192019通电直导线和通电线圈周围
11、磁场的方向通电直导线和通电线圈周围磁场的方向191918182020安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向2424222219192121匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力24242424洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力、洛伦兹力的方向161618182424洛伦兹力公式洛伦兹力公式141419191515161618182424带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动1818181818182424252525252424242417171818质谱仪和回旋加速器质谱仪和回旋加速器151519192828表表2 2：近五年全国：近五年全国研究真题研究真题“抓住抓住”重点重点
12、了解了解学情学情“精精准准”设计设计 学情分析：学情分析：知识概念知识概念记忆记忆不牢不牢，公式理论公式理论理解理解不深不深，基本方法基本方法运用运用不熟不熟，解题技巧解题技巧变换变换不活，不活，题设情景题设情景分析分析不透不透，物理过程物理过程研究研究不清，不清，解题过程解题过程生搬硬套生搬硬套，复杂问题，复杂问题错误频出错误频出。学情分析：学情分析：了解了解学情学情“精精准准”设计设计 科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 磁场磁场一轮复习的目标：一轮复习的目标： 1、夯实基础，掌握基本概念、模型，构建电磁知识、夯实基础，掌握基本概念、模型，构建电磁知识网络；网络； 2、深入理解磁场、洛伦
13、兹力、磁偏转，熟练运用公、深入理解磁场、洛伦兹力、磁偏转，熟练运用公式、结论，体会电磁知识的人文气息和文化底蕴，培养式、结论，体会电磁知识的人文气息和文化底蕴，培养学生的科学素养；学生的科学素养； 3、熟练掌握电磁偏转模型的构建，培养学生分析问、熟练掌握电磁偏转模型的构建，培养学生分析问题的综合能力、运用数学知识处理物理问题的能力。题的综合能力、运用数学知识处理物理问题的能力。科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 本章复习方案基本思路：本章复习方案基本思路：重视基础重视基础考点细化考点细化稳步提升稳步提升科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 一、磁场、磁感应强一、磁场、磁感应强度度1.磁场的基
14、本性质磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用的作用.2.磁感应强度磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和物理意义：描述磁场的强弱和 .(2)定义式：定义式： (通电导线垂直于磁场通电导线垂直于磁场).(3)方向：小磁针静止时方向：小磁针静止时 .(4)单位：特斯拉，符号为单位：特斯拉，符号为T.磁力磁力方向方向N极的指向极的指向3.匀强磁场匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向定义：磁感应强度的大小处处相等、方向 的磁场称为匀强磁场的磁场称为匀强磁场.(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线特点：疏密程度相同、方向
15、相同的平行直线.处处相同处处相同科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 学生作学生作品展示品展示科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 学生作学生作品展示品展示科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 内容内容命题点命题点1. 1.安培定则的应用和磁场的叠加安培定则的应用和磁场的叠加2.2.安培力作用下导体运动情况的判断安培力作用下导体运动情况的判断3.3.安培力作用下的平衡问题安培力作用下的平衡问题4.4.安培力与功、动能定理的综合应用安培力与功、动能定理的综合应用1. 1.对洛伦兹力的理解和应用对洛伦兹力的理解和应用2.2.带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动3.3
16、.带电粒子在磁场运动的多解问题带电粒子在磁场运动的多解问题1. 1.质谱仪的原理和分析质谱仪的原理和分析2.2.回旋加速器的原理和分析回旋加速器的原理和分析3.3.电场与磁场叠加的应用实例分析电场与磁场叠加的应用实例分析1. 1.带电粒子在带电粒子在复合场中复合场中的运动的运动2.2.带电粒子在组合场中的运动带电粒子在组合场中的运动科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动基本思路基本思路图例图例说明说明圆心的确定圆心的确定与速度方向垂直与速度方向垂直的直线过圆心的直线过圆心弦的垂直平分线弦的垂直平分线过圆心过圆心轨迹圆弧与边界轨迹圆弧与边界切点的法线过圆心切点的
17、法线过圆心P、M点速度垂线交点点速度垂线交点P点速度垂线与弦的垂直平分线交点点速度垂线与弦的垂直平分线交点某点的速度垂线与切点法线的交点某点的速度垂线与切点法线的交点示示例例科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 基本思路基本思路图例图例说明说明半径的半径的确定确定利用平面几何知识求半径利用平面几何知识求半径运动时间运动时间的确定的确定利用轨迹对应圆心角利用轨迹对应圆心角或轨迹或轨迹长度长度L求时间求时间tt(1)速度的偏转角速度的偏转角等于等于 弧弧AB所所对的圆心角对的圆心角(2)偏转角偏转角与弦切角与弦切角的关系：的关系：180时，时，3602示示例例解三角形法：解三角形法：RLsin 或
18、由或由 R2L2(Rd)2得得 RL2d22d 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 直线边界，粒子进出磁场具有对称性对称性(如图所示)模型模型1 1直线边界磁场直线边界磁场示示例例带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动例1如图，直线OP上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源O在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2，两个质子都过P点.已知OPa，质子1沿与OP成30角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则（ ）示示例例科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 平行边界存在临界条件临界条件(如图所示)模型模型2 2平行边界磁场平行边界磁场示示
19、例例带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动D.带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0示示例例例2如图所示，在0 x3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.在t0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在090范围内.其中，沿y轴正方向发射的粒子在tt0时刻刚好从磁场右边界上点 离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是( ) A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aP(3a， 3a) 科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 沿径向射入径向射入圆形磁场的粒子必沿径向射出径向射出，运动具有对称对称性性(如图所示)模型模型3 3圆形边界磁场圆形边界磁
20、场示示例例带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动例3（2017全国卷18）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v2 v1 为（ ）示示例例科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 模型模型4 4三角形边界磁场三角形边界磁场示示例例 三角形边界要考虑三角形边界要考虑另外两个边界另外两个边界的临界条件。的临界条件。 例4 （2019全国卷
21、24）如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x辅的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力。求：（1）带电粒子的比荷；（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动一、动圆放缩法一、动圆放缩法 带电粒子以带电粒子以任意速度、沿特定方向任意速度、沿特定方向射入匀强磁场时，它射入匀强磁场时，它们将在磁场中做匀速圆周运动，其轨
22、迹半径随速度的变化们将在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径随速度的变化而变化而变化。通过画出动态放缩圆可以帮助我们确定临界条件。通过画出动态放缩圆可以帮助我们确定临界条件。PQH科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 示示例例SPQHAQBPvB一、动圆放缩法一、动圆放缩法示示例例示示例例二、定圆旋转法：二、定圆旋转法：科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 yxoyxo带电粒子从某一点以带电粒子从某一点以大小不变而方向不限定大小不变而方向不限定的速度射入匀强磁场的速度射入匀强磁场中，把其轨迹连续起来观察可认为是一个半径不变的圆，根据速度中，把其轨迹连续起来观察可认为是一个半径不变的圆，根据速度方向
23、的变化以出射点为旋转轴在旋转。方向的变化以出射点为旋转轴在旋转。示示例例Qp示示例例QpPQR3R二、定圆旋转法：二、定圆旋转法：示示例例示示例例科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 示示例例组合场组合场方法提炼方法提炼科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 示示例例例例(2018全国卷25)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图7所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行.一带正电
24、的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出.不计重力.(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为 ，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 示示例例复合场复合场方法提炼方法提炼BvqEqG复合场中的平衡复合场中的平衡复合场中的圆周运动复合场中的圆周运动GBvqFNfqE复合场中有约束的运动复合场中有约束的运动科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 示示例例例(2017全国卷16)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是（ ）A.mambmc B.mbmamcC.mcmamb D.mcmbma科学设计科学设计“赢赢得得”高考高考 示示例例交变场交变场方法提炼方法提炼复 习 反 思
