2011届高三物理一轮复习全案（3.1磁场及其描述等4个）
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【物理】2011届高三物理一轮复习全案：3.1磁场及其描述（选修3-1）.doc
【物理】2011届高三物理一轮复习全案：3.2磁场对电流的作用（选修3-1）.doc
【物理】2011届高三物理一轮复习全案：3.3磁场对运动电荷的作用（选修3-1）.doc
【物理】2011届高三物理一轮复习全案：3.4带电粒子在复合场中的运动（选修3-1）.doc
2011届高三物理一轮复习全案：
3．1磁场及其描述（选修3-1）
【高考目标定位】
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1. 磁场、磁感应强度、磁感线
2. 通电电流导线和通电线圈周围磁场的方向
3. 安培力、安培力的方向
4. 匀场磁场中的安培力
5. 洛伦兹力、洛伦兹力方向
6. 洛伦兹力公式
7. 带电粒子在匀强磁场中的运动
8. 质谱仪和回旋加速器
说明：（1）安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形
（2）洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形 1.考查磁场的基本概念，如磁感线、磁感应强度、磁通量等，一般以选择题的形式出现
2.结合左手定则分析解决通电导体在磁场中的平衡，运动类问题，以非选择题的形式考查居多
3.带电粒子在匀场磁场中的匀速圆周运动，确定其圆心、半径、运动轨迹等
4.带电粒子在复合场中的运动问题，以及分析解决电磁式电表、电流天平、粒子速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器、霍尔效应、电磁流量计等磁场知识在生活和科技方面的应用问题，几乎是每年高考考查的重点，常以计算题的形式出现。
【考纲知识梳理】
一、 磁场 磁感应强度
1、 磁场：
（1）基本特性：对放入磁场中的（磁极、电流、运动的电荷）有力的作用，它们的相互作用通过磁场发生。
（2）方向：磁场中任一点小磁针北极(N极)的受力方向(小磁针静止时N的指向)为该处的磁场方向。
2、磁感应强度：
（1）表示磁场强弱的物理量
（2）大小：B=F/IL
（3）方向：；是小磁针静止时N极的指向
3、 磁通量
（1）概念：磁感应强度B与垂直磁场方 向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量，Φ＝B×S
（2）单位：1wb=1T•m2
4、安培分子环型电流假说：分子、原子等物质的微粒内部存在一种环形电流，叫分子电流。这种环形电流使得每个物质微粒成为一个很小的磁体。这就是安培分子电流假说。
二、磁感线及几种常见的磁场分布
1、磁感线：磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线。
2、几种常见的磁场分布
2011届高三物理一轮复习全案：
3.2磁场对电流的作用（选修3-1）
【考纲知识梳理】
一、安培力的大小和方向
1、安培力的大小：
（1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,电流所受的安培力F安等于磁感应强度B、电流I和导线长度 L三者的乘积． F安＝BIL 通电导线方向与磁场方向成θ角时,F安＝BILsinθ
（2）当I⊥B时(θ=90°),Fmax=BIL;
（3）当I∥B时(θ= 0°),Fmin= 0 ;
2、安培力的方向
（1）左手定则：
伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心， 并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
（2）安培力方向的特点：
总是垂直于B和I所决定的平面，即F安⊥B且F安⊥I（但B、L不一定垂直）。
①已知B和I的方向，可用左手定则唯一确定F安的方向；
②已知B 和F安的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；
③已知I和F安的方向，不能唯一确定B的方向；
二、磁电式电流表工作原理
由于这种磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I 越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。
【要点名师精解】
一、通电导体在安培力作用下运动的判断
(1)电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从 而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向．
(2)特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向．
2011届高三物理一轮复习全案：
3.3磁场对运动电荷的作用（选修3-1）
【考纲知识梳理】
一、洛仑兹力的大小和方向：
1、洛伦兹力的大小计算：F＝qvBsinα(α为v与B的夹角)
（1）当v⊥B时，f洛最大，f洛= q B v（式中的v是电荷相对于磁场的速度）
（2）当v// B时，f洛=0做匀速直线运动。
（3）v=0，F=0,即磁场对静止电荷无作用力，只对运动电荷产生作用力。
2、洛伦兹力的方向
（1）洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即F总是垂直 于B和v所在的平面．
（2）洛伦兹力方向(左手定则)：伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反）则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向．
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、分三种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；三是螺旋运动．
2、做匀速圆周运动：轨迹半径r=mv/qB；其运动周期T=2πm/qB (与速度大小无关)．
3、垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别：
垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动)；
垂直进入匀强磁场，则做变加速曲线运动(匀速圆周运动)．
三、洛伦兹力的应用实例
1．质谱仪的结构原理
质谱仪主要用于分析同位素， 测定其质量， 荷质比和含量比， 如图所示为一种常用的质谱仪
（1）离子发生器O（O中发射出电量q、质量m的粒子，粒子从A中小孔S飘出时速度大小不计；）
（2）静电加速器C：静电加速器两极板M和N的中心分别开有小孔S1、S2，粒子从S1进入后，经电压为U 的电场加速后，从S2孔以速度v飞出；
（3）速度选择器D：由正交的匀强电场E0和匀强磁场B0构成，调整E0和B0的大小可以选择度为v0＝E0/B0的粒子通过速度选择器，从S3孔射出；
（4）偏转磁场B：粒子从速度选择器小孔S3射出后，从偏转磁场边界挡板上的小孔S4进入，做半径为r的匀速圆周运动；
2011届高三物理一轮复习全案：
3.4带电粒子在复合场中的运动（选修3-1）
【考纲知识梳理】
一、复合场
复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或其中某两场并存，或分区域存在。
二、带电粒子在复合场中的运动分类
1、当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做匀速直线运动或静止．
2、当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动．
3、当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动．
4、当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理．
三、带电粒子在复合场中运动的应用实例
1、粒子速度选择器
速度选择器是近代物理学研究中常用的一种实验工具，其功能是为了选择某种速度的带电粒子
（1）．结构：
①平行金属板M、N，将M接电源正极，N板接电源负极，M、N间形成匀强电场，设场强为E；
②在两板之间的空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，设磁感应强度为B；
③在极板两端加垂直极板的档板，档板中心开孔S1、S2，孔S1、S2水平正对。
（2）．原理
工作原理。设一束质量、电性、带电量、速度均不同的粒子束（重力不计），从S1孔垂直磁场和电场方向进入两板间，当带电粒子进入电场和磁场共存空间时，同时受到电场力和洛伦兹力作用
若
。
即：当粒子的速度 时，粒子匀速运动，不发生偏转，可以从S2孔飞出。由此可见，尽管有一束速度不同的粒子从S1孔进入，但能从S2孔飞出的粒子只有一种速度，而与粒子的质量、电性、电量无关
（3）．几个问题
①粒子受力特点——电场力F与洛仑兹力f方向相反
②粒子匀速通过速度选择器的条件——带电粒子从小孔S1水平射入 ， 匀速通过叠加场， 并
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