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高考物理筆記:磁場(chǎng)

一、不能正確地分析和求解安培力

分析和求解安培力時(shí)容易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:

(1)不能正確地對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行疊加求合磁感應(yīng)強(qiáng)度;

(2)錯(cuò)誤地認(rèn)為通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中一定受到安培力作用;

(3)當(dāng)通電導(dǎo)線為折線或曲線時(shí),不會(huì)求有效長(zhǎng)度;

(4)當(dāng)導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)不垂直時(shí),不會(huì)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行分解;

(5)不能正確引入“電流元”進(jìn)行分析和計(jì)算,導(dǎo)致無(wú)法解答。

二、混淆了電磁流量計(jì)和霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)與電磁流量計(jì)原理不同,產(chǎn)生的因果關(guān)系也不同,霍爾效應(yīng)是在正、負(fù)自由電荷(如自由電子,正、負(fù)離子,空穴等)濃度不等的導(dǎo)體、半導(dǎo)體中產(chǎn)生的,通電時(shí)電場(chǎng)力使自由電荷做方向相反的定向移動(dòng),洛倫茲力使自由電荷做同向偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),若正、負(fù)自由電荷濃度相等,則由于同向偏轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差;電磁流量計(jì)是液體流動(dòng)帶動(dòng)離子運(yùn)動(dòng),正、負(fù)離子總是同向運(yùn)動(dòng)、反向偏轉(zhuǎn),因此無(wú)論正、負(fù)離子濃度是否相等,都一定會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差。霍爾效應(yīng)中電場(chǎng)推動(dòng)正、負(fù)離子反向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到同向洛倫茲力(對(duì)導(dǎo)體整體為安培力)而向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)是結(jié)果;電磁流量計(jì)中正、負(fù)離子由液體帶動(dòng)同向運(yùn)動(dòng)是原因,正、負(fù)離子因受洛倫茲力而發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)是結(jié)果。

三、不清楚回旋加速器的原理

回旋加速器是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)際模型之一,也是高考考查較頻繁的考點(diǎn)之一,對(duì)此類(lèi)問(wèn)題易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:

(1)不清楚離子交替地加速、偏轉(zhuǎn)的周期性運(yùn)動(dòng)過(guò)程;

(2)誤認(rèn)為離子的最大動(dòng)能與所加電壓、加速次數(shù)有關(guān);

(3)不知道粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與加速電場(chǎng)的周期的關(guān)系。

 

四、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題的分析方法

帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由于多種因素的影響,使問(wèn)題形成多解。

五、求解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題的方法

由于帶電粒子往往是在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),粒子在磁場(chǎng)中只運(yùn)動(dòng)一段圓弧就飛出磁場(chǎng)邊界,其軌跡不是完整的圓,因此,此類(lèi)問(wèn)題往往要根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡作相關(guān)圖去尋找?guī)缀侮P(guān)系,分析臨界條件(①帶電體在磁場(chǎng)中,離開(kāi)一個(gè)面的臨界狀態(tài)是對(duì)這個(gè)面的壓力為零;②射出或不射出磁場(chǎng)的臨界狀態(tài)是帶電體運(yùn)動(dòng)的軌跡與磁場(chǎng)邊界相切),然后應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和相應(yīng)物理規(guī)律分析求解。

(1)兩種思路

一是以定理、定律為依據(jù),首先求出所研究問(wèn)題的一般規(guī)律和一般解的形式,然后再分析、討論臨界條件下的特殊規(guī)律和特殊解;

二是直接分析、討論臨界狀態(tài),找出臨界條件,從而通過(guò)臨界條件求出臨界值。

(2)兩種方法

一是物理方法:

①利用臨界條件求極值;

②利用問(wèn)題的邊界條件求極值;

③利用矢量圖求極值。

二是數(shù)學(xué)方法:

①利用三角函數(shù)求極值;

②利用二次方程的判別式求極值;

③利用不等式的性質(zhì)求極值;

④利用圖象法等。

(3)從關(guān)鍵詞中找突破口:許多臨界問(wèn)題,題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞語(yǔ)對(duì)臨界狀態(tài)給以暗示。審題時(shí),一定要抓住這些特定的詞語(yǔ)挖掘其隱藏的規(guī)律,找出臨界條件。

六、帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的比較

七、對(duì)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況分析不清

分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題容易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:

(1)忽略帶電粒子的重力,對(duì)于微觀粒子如:質(zhì)子、離子等,不考慮重力;液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子常常考慮重力;

(2)在疊加場(chǎng)中沒(méi)有認(rèn)識(shí)到洛倫茲力隨速度大小和方向的變化而變化,從而不能正確判斷粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。

八、對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)中周期性運(yùn)動(dòng)的過(guò)程分析不清

帶電粒子在磁場(chǎng)中的周期性運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題,往往情境復(fù)雜、過(guò)程繁多,解答此類(lèi)問(wèn)題容易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:

(1)不能正確地劃分過(guò)程,求解時(shí)需要一個(gè)過(guò)程一個(gè)過(guò)程地分析運(yùn)動(dòng)性質(zhì),建立完整的運(yùn)動(dòng)圖景;

(2)不能正確地選擇相應(yīng)的公式列方程。

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