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1、
考前第6天 電場(chǎng)和磁場(chǎng)
[回顧知識(shí)]
1.庫(kù)侖定律
F=k(條件:真空中、點(diǎn)電荷)
2.電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式
(1)定義式:E=(適用任何電場(chǎng))
(2)計(jì)算式:E=(適用點(diǎn)電荷的電場(chǎng))
(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)中:E=(適用于勻強(qiáng)電場(chǎng))
3.電勢(shì)差和電勢(shì)的關(guān)系
UAB=φA-φB或UBA=φB-φA
4.電場(chǎng)力做功的計(jì)算
(1)普適:W=qU
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng):W=Edq
5.電容的計(jì)算
C==(定義式)
C=(平行板電容器的決定式)
6.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式
B=
7.安培力大小
F=BIL(B、I、L相互垂直)
8.洛倫茲力的大小
F=qvB
9.帶電粒子在勻
2、強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(1)洛倫茲力充當(dāng)向心力,qvB=mrω2=m=mr=4π2mrf2=ma.
(2)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=、周期T=.
10.“速度選擇器”“電磁流量計(jì)”“磁流體發(fā)電機(jī)”“霍爾效應(yīng)”的共同點(diǎn):qvB=qE=q.
[回顧方法]
1.帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的分析方法
(1)帶電粒子的加速
以初速度v0射入電場(chǎng)中的帶電粒子,經(jīng)電場(chǎng)力做功加速(或減速)至v,由qU=mv2-mv得v=.
當(dāng)v0很小或v0=0時(shí),上式簡(jiǎn)化為v=.
(2)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
以初速度v0垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的帶電粒子,受恒定電場(chǎng)力作用,做類(lèi)似平拋的勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(如圖所示).
3、
加速度a=
運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=
側(cè)移量y=at2=2
偏轉(zhuǎn)角tanφ===
結(jié)論:①不論帶電粒子的m、q如何,只要荷質(zhì)比相同,在同一電場(chǎng)中由靜止加速后,再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),它們飛出時(shí)的側(cè)移量和偏轉(zhuǎn)角是相同的(即它們的運(yùn)動(dòng)軌跡相同).②出場(chǎng)速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)跟入射速度相交于中點(diǎn)O,粒子就好像從中點(diǎn)射出一樣.③角度關(guān)系:tanφ=2tanα.
2.安培力方向的判斷方法
(1)電流元法:把整段通電導(dǎo)體等效為多段直線(xiàn)電流元,用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷整段導(dǎo)體所受合力的方向.
(2)特殊位置法:把通電導(dǎo)體或磁鐵轉(zhuǎn)換到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力的方向.
(3
4、)等效法:環(huán)形電流和通電螺線(xiàn)管都可以等效成條形磁鐵,條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流或通電螺線(xiàn)管,通電螺線(xiàn)管還可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析.
(4)利用結(jié)論法:①兩通電導(dǎo)線(xiàn)相互平行時(shí),同向電流相互吸引,異向電流相互排斥;②兩者不平行時(shí),有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì).
(5)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法:因?yàn)橥妼?dǎo)線(xiàn)之間、導(dǎo)線(xiàn)與磁體之間的相互作用滿(mǎn)足牛頓第三定律,這樣定性分析磁體在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的安培力問(wèn)題時(shí),可先分析電流在磁體的磁場(chǎng)中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,確定磁體所受電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用力,從而確定磁體所受合力.
3.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)圓心、半徑及時(shí)間的確定方法
5、(1)圓心的確定
①已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上兩點(diǎn)的速度方向,作這兩速度的垂線(xiàn),交點(diǎn)即為圓心.
②已知粒子入射點(diǎn)、入射方向及運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的一條弦,作速度方向的垂線(xiàn)及弦的垂直平分線(xiàn),交點(diǎn)即為圓心.
③已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩條弦,作出兩弦的垂直平分線(xiàn),交點(diǎn)即為圓心.
④已知粒子在磁場(chǎng)中的入射點(diǎn)、入射方向和出射方向,延長(zhǎng)(或反向延長(zhǎng))兩速度方向所在直線(xiàn)使之成一夾角,作出這一夾角的角平分線(xiàn),角平分線(xiàn)上到兩直線(xiàn)距離等于半徑的點(diǎn)即為圓心.
(2)半徑的確定:找到圓心以后,半徑的確定和計(jì)算一般利用幾何知識(shí)解直角三角形的辦法.帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中常見(jiàn)的幾種運(yùn)動(dòng)情形如圖所示.
①磁場(chǎng)邊界:直線(xiàn),
6、粒子進(jìn)出磁場(chǎng)的軌跡具有對(duì)稱(chēng)性,如圖(a)、(b)、(c)所示.
②磁場(chǎng)邊界:平行直線(xiàn),如圖(d)所示.
③磁場(chǎng)邊界:圓形,如圖(e)所示.
(3)時(shí)間的確定
①t=T或t=T或t=
其中α為粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)的圓心角,T為周期,v為粒子的速度,s為運(yùn)動(dòng)軌跡的弧長(zhǎng).
②帶電粒子射出磁場(chǎng)的速度方向與射入磁場(chǎng)的速度方向之間的夾角叫速度偏向角,由幾何關(guān)系知,速度偏向角等于圓弧軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角α,如圖(d)、(e)所示.
[回顧易錯(cuò)點(diǎn)]
1.區(qū)分電場(chǎng)強(qiáng)度E及電容C的定義式與決定式.
2.區(qū)分電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì).
3.區(qū)分左手定則與右手定則.
4.區(qū)分霍爾效應(yīng)中的“電子”導(dǎo)電與“空穴”導(dǎo)電.
5.區(qū)分“微觀粒子”與“帶電小球”.
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