高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 增分策略 第二篇 考前保溫訓(xùn)練 第6天 磁場(chǎng)和帶電粒子在磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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1、第二篇高頻考點(diǎn)解讀，考前保溫訓(xùn)練,,,高頻考點(diǎn)解讀,考前保溫訓(xùn)練,欄目索引,,,考前第6天磁場(chǎng)和帶電粒子在磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),,高頻考點(diǎn)19勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力(),(1)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是磁極(電流)周圍存在的一種特殊物質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極(電流)有磁場(chǎng)力的作用磁場(chǎng)是媒介物，磁極間、電流間、磁極與電流間的相互作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的 (2)安培力：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，F(xiàn)BIL，L為導(dǎo)線的有效長度閉合通電線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力的矢量和為零,左手定則判斷安培力的方向：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那

2、么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向 求解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡或加速，關(guān)鍵是畫好平面受力分析圖，變?nèi)S為二維，注意FB，F(xiàn)I，即F垂直于B和I所決定的平面,安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(電動(dòng)機(jī)原理)；安培力做負(fù)功(或克服安培力做功)，機(jī)械能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能(發(fā)電機(jī)原理)安培力做了多少功，就有多少電能和其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化,高頻考點(diǎn)20洛倫茲力公式(),(1)洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，當(dāng)v//B時(shí)，F(xiàn)0；當(dāng)vB時(shí)，F(xiàn)qvB.洛倫茲力垂直于B與v所決定的平面，方向利用左手定則判定只有運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)對(duì)電荷的

3、作用力一定為0. (2)由于F垂直于v，故洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,高頻考點(diǎn)21帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(),(1)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，則帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)若帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則做勻速圓周運(yùn)動(dòng),(2)帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)問題 圓心確定：因洛倫茲力指向圓心且與運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)洛倫茲力的方向，其延長線的交點(diǎn)即為圓心 半徑確定：一般是利用幾何知識(shí)，解三角形求解,(3)注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱的規(guī)律 從直線邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的

4、粒子，必沿徑向射出,圖1,(5)回旋加速器中交流電壓的周期等于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期，粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑?jīng)Q定,1如圖2所示，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導(dǎo)線框，垂直磁場(chǎng)放置，將AB兩點(diǎn)接入電壓恒定的電源兩端，通電時(shí)，線框受到的安培力為F，若將AC、BC邊移走，則余下線框受到的安培力大小為(),1,2,3,4,5,6,7,8,圖1,1,2,3,4,5,6,7,8,解析根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，如圖所示,1,2,3,4,5,6,7,8,答案D,2如圖3所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場(chǎng)

5、方向垂直電子速度的大小和磁場(chǎng)強(qiáng)弱可分別由通過電子槍的加速電壓和勵(lì)磁線圈的電流來調(diào)節(jié)下列說法正確的是(),1,2,3,4,5,6,7,8,圖3,A僅增大勵(lì)磁線圈中電流，電子束徑跡的半徑變大 B僅提高電子槍加速電壓，電子束徑跡的半徑變大 C僅增大勵(lì)磁線圈中電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大 D僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大 解析電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有：,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,可見增大勵(lì)磁線圈中的電流，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，由式可得，電子束的軌道半徑變小，由式知周期變小，故A、C錯(cuò)誤； 提高電子槍加速電壓，電子束的軌道半徑變大，周期

6、不變，故B正確，D錯(cuò)誤 答案B,3如圖4所示，橫截面為正方形abcd的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一束電子以大小不同、方向 垂直ad邊界的速度飛入該磁場(chǎng)對(duì)于從不同邊界射出 的電子，下列判斷錯(cuò)誤的是() A從ad邊射出的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等 B從c點(diǎn)離開的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長 C電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度偏轉(zhuǎn)角最大為 D從bc邊射出的電子的速度一定大于從ad邊射出的電子的速度,1,2,3,4,5,6,7,8,圖4,解析電子的速率不同，運(yùn)動(dòng)軌跡半徑不同，如圖，,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,答案B,4(多選) 長為L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻

7、強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖5所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為L，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是(),圖5,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,答案AB,5(多選)英國物理學(xué)家阿斯頓因首次制成質(zhì)譜儀，并用此對(duì)同位素進(jìn)行了研究，因此榮獲了1922年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖6所示，則下列相關(guān)說法中正確的是() A該束帶電粒子帶正電 B速度選擇器的P1極板帶負(fù)電 C

8、在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大 D在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷 越小,,1,2,3,4,5,6,7,8,圖6,解析帶電粒子在磁場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則知，該束粒子帶正電，故A正確； 在平行極板間，根據(jù)左手定則知，帶電粒子所受的洛倫茲力方向豎直向上，則電場(chǎng)力的方向豎直向下，知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向下，所以速度選擇器的P1極板帶正電，故B錯(cuò)誤；,,1,2,3,4,5,6,7,8,答案AD,,6. 在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量質(zhì)子和 粒子的混合粒子分離開，如圖7所示，初速度可忽略 的質(zhì)子和粒子，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入分離 區(qū)如果在分離區(qū)使用勻

9、強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)把粒子進(jìn) 行分離，所加磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所加電場(chǎng)方向 豎直向下，則下列可行的方法是() A只能用電場(chǎng) B只能用磁場(chǎng) C電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以 D電場(chǎng)和磁場(chǎng)都不可以,圖7,1,2,3,4,5,6,7,8,,1,2,3,4,5,6,7,8,若分離區(qū)加豎直向下的電場(chǎng)： 設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的寬度為L，則在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)有：,,1,2,3,4,5,6,7,8,可知：加速電壓U相同，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的E和L相同，則y相同，所以不能將質(zhì)子和粒子進(jìn)行分離 若分離區(qū)加垂直紙面向里的磁場(chǎng)：,答案B,,7(多選) 如圖8所示，水平固定一截面為正方形的絕緣方管，其長度為L，空間存在場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)

10、強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)將質(zhì)量為m、帶電量為q的小球從左側(cè)管口無初速度釋放，已知小球與管道各接觸面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，小球運(yùn)動(dòng)到右側(cè)管口處時(shí)速度為v，該過程(),圖8,1,2,3,4,5,6,7,8,,1,2,3,4,5,6,7,8,解析運(yùn)動(dòng)的帶電物體在磁場(chǎng)中受洛倫茲力，但洛倫茲力永不做功，故A錯(cuò)誤；,,小球在電場(chǎng)中，受電場(chǎng)力為FqE，從左側(cè)運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，距離為L，則電場(chǎng)力做功為WFFLqEL，故B正確；,1,2,3,4,5,6,7,8,答案BD,,8如圖9所示，平行板電容器A、B兩極板之間電 壓為U，間距為d.下極板與一個(gè)直徑為l的半圓形 金屬通道相連，金屬通道由兩個(gè)同心的半圓形金 屬片

11、C、D組成，圓心在O處，兩個(gè)金屬片彼此 靠近且不接觸，中間存在徑向電場(chǎng)，即場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向都指向O.半圓形通道與下極板接觸點(diǎn)有小孔相連通現(xiàn)從正對(duì)B板小孔而緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計(jì))，微粒在半圓形通道間運(yùn)動(dòng)而不會(huì)發(fā)生碰撞,1,2,3,4,5,6,7,8,圖9,,(1)求微粒穿過B板小孔進(jìn)入半圓形通道時(shí)的速度大小和半圓形金屬通道內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,解析在A、B板間只受電場(chǎng)力，由動(dòng)能定理得,1,2,3,4,5,6,7,8,,(2)從釋放微粒開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過多長時(shí)間微粒到達(dá)半圓形金屬通道的最低點(diǎn)P點(diǎn)？,1,2,3,4,5,6,7,8,,(3)若把半圓形通道內(nèi)的電場(chǎng)改為磁場(chǎng)，則需要一個(gè)什么樣的磁場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)無碰撞通過半圓形通道？,1,2,3,4,5,6,7,8,