《2022年山东省高三物理磁场复习导学案二-四》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年山东省高三物理磁场复习导学案二-四（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、名师精编优秀教案图 2图 3图 6磁场复习导学案（二）磁场的描述磁场对电流的作用编辑：孟祥涛【例题】考点一安培定则的应用和磁场的叠加例 1(2011 大纲全国卷 15)如图 2，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和 I2，且 I1I2；a、 b、c、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b、d 的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是() Aa 点Bb 点Cc 点Dd 点考点二安培力作用下导体运动情况的判定例 2如图 3 所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中
2、方向的电流后，线圈的运动情况是() A线圈向左运动B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动考点三安培力的综合应用例3如图 6 所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角 37 ，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻 r0.50 的直流电源现把一个质量m0.040 kg 的导体棒ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电阻不计，g 取 10 m/s2.已知 sin 370.60
3、， cos 37 0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力例 4(2010 四川理综 20)如图 8 所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力F 作用在 a 的中点，使其向上运动若b 始终保持静止，则它所受摩擦力可能() A变为 0 B先减小后不变C等于 FD先增大再减小【当堂训练】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 22 页名师精编优秀教案图 10图 12
4、图 131. 如图 10， 一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc 和 cd 的长度均为L，且 abc bcd135 .流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力() A方向沿纸面向上，大小为( 21)ILBB方向沿纸面向上，大小为( 21)ILBC方向沿纸面向下，大小为( 21)ILBD方向沿纸面向下，大小为( 21)ILB2在等边三角形的三个顶点a、b、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图11 所示过c 点的导线所受安培力的方向() 图 11 A
5、与 ab 边平行，竖直向上B与 ab 边平行，竖直向下C与 ab 边垂直，指向左边D与 ab 边垂直，指向右边3. 已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图12 所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度的实验实验方法：先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针，N 极指向北方；给线圈通电，此时小磁针N 极指北偏东 角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看 )与线圈中央的合磁感应强度分别为() A顺时针；Bcos B顺时针；Bsin C逆时针；Bcos D逆时针；Bsin 4. 如图 13 所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴
6、线OO自由转动，现通以图示方向电流，沿OO看去会发现 () AA 环、 B 环均不转动BA 环将逆时针转动，B 环也逆时针转动，两环相对不动CA 环将顺时针转动，B 环也顺时针转动，两环相对不动DA 环将顺时针转动，B 环将逆时针转动，两者吸引靠拢5质量为m 的通电细杆置于倾角为 的导轨上，导轨的宽度为L，杆与导轨间的动摩擦因数为 ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上如下列选项所示(截面图 )，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是() 6. 如图 14 所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽为L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也为L，质量为 m，水平放在导轨上当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止求：
7、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 22 页名师精编优秀教案图 2图 3(1)B 至少多大？这时B 的方向如何？(2)若保持 B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？【课后训练】1关于磁感应强度B，下列说法中正确的是() A根据磁感应强度定义BFIL，磁场中某点的磁感应强度B 与 F 成正比，与I 成反比B磁感应强度B 是标量，没有方向C磁感应强度B 是矢量，方向与F 的方向相反D在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B 是确定的，不同点的磁感应强度B 可能不同，磁感线密集的地方
8、磁感应强度B 大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B 小些2. 两根长直导线a、 b 平行放置，如图2 所示为垂直于导线的截面图，图中O 点为两根导线连线ab 的中点， M、N 为 ab 的中垂线上的两点且与a、b 等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B 的大小跟该点到通电导线的距离r 成反比，则下列说法中正确的是() AM 点和 N 点的磁感应强度大小相等，方向相同BM 点和 N 点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零D若在 N 点放一小磁针，静止时其北极沿ON 指向 O 点3. (2011 新课标全国卷 18)电
9、磁轨道炮工作原理如图3 所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2 倍，理论上可采用的办法是() A只将轨道长度L 变为原来的2 倍B只将电流I 增加至原来的2 倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2 倍，其他量不变4通有电流的导线L1、 L2处在同一平面 (纸面 )内， L1是固定的， L2可绕垂直纸面的固定转轴
10、O 转动(O 为 L2的中心 )，各自的电流方向如图4 所示下列哪种情况将会发生()A因 L2不受磁场力的作用，故L2不动B因 L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 22 页名师精编优秀教案图 8CL2绕轴 O 按顺时针方向转动DL2绕轴 O 按逆时针方向转动5. 某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速可达 100 英里这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进如图5 所示是超导电磁船的简化原
11、理图，AB 和 CD 是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生以下说法正确的是() A船体向左运动B船体向右运动C无法断定船体向哪个方向运动D这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速6. 如图 6 所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd 边均与 ad 边成 60 角， abbccdL，长度为L 的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为() A0 B.5BEL11rC.10BEL11rD.BELr7物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验如图8 所示的实验就是著名的电磁旋转实验，
12、这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转这一装置实际上就成为最早的电动机图中A 是可动磁铁， B 是固定导线， C 是可动导线， D 是固定磁铁图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上这时自上向下看，A 和C 的转动方向分别是() A A顺时针， C 逆时针BA 逆时针， C 顺时针CA 逆时针， C 逆时针DA 顺时针， C 顺时针8如图 10 所示， PQ 和 EF 为水平放置的平行金属导轨，间距为 L1.0 m，导体棒ab 跨放在导轨上，棒的质量为m20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相
13、连，物体c 的质量 M 30 g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g 取 10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab 重力的 0.5 倍，若要保持物体c 静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？磁场复习导学案（二）磁场的描述磁场对电流的作用答案编辑：孟祥涛精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 22 页名师精编优秀教案例 1C由于 I1I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a 点 I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A 错，同理， C
14、对 I1与 I2在 b 点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B 错 d 点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D 错 例 2A甲解法一电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、 下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项A 正确解法二等效法将环形电流等效成小磁针，如乙图乙所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论 “同向电流相吸引，异向电流相排斥” 也可判断出线圈向左运动，选A. 例 3(1)1.5 A(2)0.30 N(3)
15、0.06 N 例 4 解析a 棒向上运动的过程中产生感应电动势EBlv，则 a、b 棒受到的安培力大小F安 IlBB2l2v2R.对 a 棒根据牛顿第二定律有Fmgsin mg cos B2l2v2R ma，由于速度v 增大，所以加速度 a 减小当加速度a0 时， v 达到最大值vm，即 a 棒先做加速度逐渐减小的加速运动，然后以vm做匀速直线运动对b 棒根据平衡条件有mgsin FfbB2l2v2R，当 v 增大时， Ffb减小；当vmmgsin 2RB2l2时， Ffb0；当 vvm时，若棒b 所受摩擦力仍沿斜面向上，则有Ffb先减小后不变A、B 正确答案AB 当堂训练1A 2C根据直线电
16、流的安培定则，a、b 在 c 处所激发的磁场方向分别如图中Ba、Bb所示，应用平行四边形定则可知c 导线所在处的合磁场方向如图所示根据左手定则可知安培力F安的方向与a、b 连线垂直，指向左边 3C4.D5.CD 6(1)mgsin I1L方向垂直导轨平面向上(2)I1cos 课后训练1D磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的电流或受力大小F 无关， A 错误；磁感应强精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 22 页名师精编优秀教案度 B 是矢量，其方向与F 总是垂直的，电流方向与F 也总是垂直的，B、C 错误；在确定的磁场中
17、，同一点的磁感应强度B 是确定的，由磁场本身决定，与其他外在的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D 正确 2B由安培定则、 通电直导线周围磁场特点及矢量的合成知BM垂直 MN 向下，BN垂直 MN 向上，且 BMBN；而 O 点的磁感应强度BO0，B 对， A、C 错；若在N 点放一小磁针，静止时其北极垂直 MN 向上 3BD由题意可知磁感应强度BkI，安培力 F安BIdkI2d，由动能定理可得：F安Lmv22，解得 vI2kdLm，由此式可判断B、D 选项正确 4D由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每
18、一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O 点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴 O 按逆时针方向转动，D 项正确 5 BD导电的海水的电流方向垂直AB 方向从 CD 板流向 AB 板， 海水所受的安培力方向水平向左，故船体上的超导线圈所受的作用力向右，故推动船体向右运动，B、D 正确 6C总电阻 R3r 2r3r2rr115r 总电流 IER5E11r，梯形框架受到的安培力等效为I 通过 ad 边时受到的安培力，故FBI ad BI 2L10BEL11r，所以 C 选项正确 7BB 导线电流向上，其产生的磁场自上向下看为逆时针方向，故磁铁A 将逆时针转动；由左手定则可知C 导线受力为顺
19、时针，故顺时针转动 81.0 A I2.0 A方向由 a 到 b磁场复习导学案（三）磁场对运动电荷的作用编辑：孟祥涛考点一洛伦兹力与电场力的比较精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 22 页名师精编优秀教案图 6图 13图 15例 1在如图 6 所示宽度范围内，用场强为 E 的匀强电场可使初速度是 v0的某种正粒子偏转 角在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为 (不计粒子的重力)，问：(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？(2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？考点二带电粒子在匀
20、强磁场中的运动1带电粒子在直线边界磁场中的运动问题例 2如图 13 所示，在一底边长为2a， 30 的等腰三角形区域内 (D 在底边中点 )，有垂直纸面向外的匀强磁场现有一质量为 m，电荷量为q 的带正电的粒子，从静止开始经过电势差为 U 的电场加速后，从D 点垂直于EF 进入磁场，不计重力与空气阻力的影响(1)若粒子恰好垂直于EC 边射出磁场，求磁场的磁感应强度B 为多少？(2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED 板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED 板的最长时间是多少？2带电粒子在圆形边界磁场内的运动问题例 3可控热核聚变反应堆产生能的方式和太阳类似，因此，它被俗称为“人造
21、太阳”热核反应的发生，需要几千万度以上的高温， 然而反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器可装人类正在积极探索各种约束装置，磁约束托卡马克装置就是其中一种如图 15 所示为该装置的简化模型有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为R11.0 m，磁感应强度为B1.0 T，被约束粒子的比荷为q/m4.0 107 C/kg ，该带电粒子从中空区域与磁场交界面的P 点以速度v0 4.0107m/s 沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计带电粒子的重力 )(1)为约束该粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径R2；(2)若改变该粒子的入射速度v
22、，使 v33v0，求该粒子从P 点进入磁场开始到第一次回到P 点所需要的时间t. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 22 页名师精编优秀教案图 17图 19图 20例4如图 17 所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域、中， A2A4与 A1A3的夹角为60 .一质量为m、带电荷量为 q 的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与 A1A3成 30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O 进入区，最后再从A4处射出磁场已知该粒子从射入到射出磁场
23、所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)【当堂训练】A 组考查对洛伦兹力的理解1带电荷量为q 的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是() A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把 q 改为 q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变2带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图19 所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力， 则在此后的一小段时间内，带电质点将() A可能做直线运动B可能做匀减速运动C一定做曲线运动D可
24、能做匀速圆周运动B 组带电粒子在洛伦兹力作用下的匀速圆周运动3质量为 m、带电荷量为q 的粒子 (忽略重力 )在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流已知粒子的运行速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的强度为I.则下面说法中正确的是() A该带电粒子的比荷为qmBRvB在时间t 内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为 qBtmC当速率v 增大时，环形电流的强度I 保持不变D当速率v 增大时，运动周期T 变小4如图 20 所示， 质量为 m，电荷量为 q 的带电粒子，以不同的初速度两次从O 点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M、N 两点射出磁场，测
25、得OMON3 4，则下列说法中错误的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 22 页名师精编优秀教案图 21图 22图 1图 2A两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3 4 B两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为34 C两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为34 D两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为43 C 组带电粒子在有界匀强磁场中的运动5如图 21 所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab 是圆的一条直径一带电粒子从a 点射入磁场，速度大小为2v，方向与 ab 成 30 时恰好从 b
26、点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为 t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力) () A3tB.32tC.12tD2t6如图 22 所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e 是 ad 的中点， f 是 cd 的中点，如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的带电粒子，恰好从e 点射出，则() A如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d 点射出B如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f 点射出C如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d 点射出D只改变粒子的速度使其分别从e、d、f 点射出时，从e 点射出所用时间最短【课后训练】1两个电
27、荷量相等的带电粒子，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动下列说法中正确的是() A若它们的运动周期相等，则它们的质量相等B若它们的运动周期相等，则它们的速度大小相等C若它们的轨迹半径相等，则它们的质量相等D若它们的轨迹半径相等，则它们的速度大小相等2. 如图 1 所示， 在两个不同的匀强磁场中，磁感强度关系为B12B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时 (在运动过程中粒子的速度始终与磁场垂直)，则粒子的() A速率将加倍B轨道半径将加倍C周期将加倍D做圆周运动的角速度将加倍3. 1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图2 所示这台加速器由两个
28、铜质D 形盒 D1、D2构成， 其间留有空隙，下列说法正确的是() A离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 22 页名师精编优秀教案图 3图 4图 5C离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量4如图 3 所示， ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形，磁场垂直纸面向外， 比荷为em的电子以速度v0从 A 点沿 AB 方向射入，欲使电子能经过BC 边， 则磁感应强度B 的取值应为 () AB3mv0aeBB2mv0aeCB2mv0ae5如图 4 所示，平面
29、直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q 的粒子以速度 v 从 O 点沿着与y 轴夹角为30 的方向进入磁场，运动到 A 点时速度方向与x 轴的正方向相同，不计粒子的重力，则() A 该粒子带正电BA 点与 x 轴的距离为mv2qBC粒子由O 到 A 经历时间t m3qBD运动过程中粒子的速度不变6. (2011海南单科 10)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图5 中的正方形为其边界一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不计重力下列说法正确
30、的是() A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大7如图 6 是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器(带电粒子的重力不计)速度选择器内有互相垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，电场的场强为E.挡板 S上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片 A1A2，挡板 S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是() A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C能通过狭缝P 的
31、带电粒子的速率等于B/ED带电粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，带电粒子的比荷越小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 22 页名师精编优秀教案图 7图 88在 y0 的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于xOy 平面向外，原点O 处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价负离子，对于进入磁场区域的离子，它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹可用下图给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是() 9. 在 x 轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O 点射入磁场，当入射方向与x 轴的夹角 60 时，速度为v1、v2的两个粒
32、子分别从a、b 两点射出磁场，如图7 所示，当 45 时，为了使粒子从ab 的中点 c 射出磁场，则速度应为() A.12(v1v2) B.64(v1v2) C.33(v1v2) D.66(v1v2) 10. 如图 8 所示，纸面内有宽为L 水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m，电荷量为 q，速率为 v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中 B0mv0qL，A、C、D 选项中曲线均为半径是L 的14圆弧， B 选项中曲线为半径是L2的圆 ) () 11在图 10 甲中，带正电粒子从
33、静止开始经过电势差为U 的电场加速后，从G 点垂直于MN 进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN 为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H 点，如图甲所示，测得 G、H 间的距离为d，粒子的重力可忽略不计(1)设粒子的电荷量为q，质量为 m，求该粒子的比荷qm；(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN 相切于G 点，如图乙所示，其他条件不变要保证上述粒子从G 点垂直于MN 进入偏转磁场后不能打到MN 边界上 (MN 足够长 )，求磁场区域的半径 R 应满足的条件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
34、- - - - - -第 11 页，共 22 页名师精编优秀教案图 11图 10 12在某平面上有一半径为R 的圆形区域，区域内、外均有垂直于该平面的匀强磁场，圆外磁场范围足够大，已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B，方向如图11 所示现在圆形区域的边界上的 A 点有一个电荷量为q，质量为m 的带正电粒子，以沿OA 方向的速度经过A 点，已知该粒子只受到磁场对它的作用力(1)若粒子在其与圆心O 的连线绕O 点旋转一周时恰好能回到A 点，试求该粒子运动速度v 的最大值；(2)在粒子恰能回到A 点的情况下，求该粒子回到A 点所需的最短时间磁场复习导学案（三）磁场对运动电荷的作用答案编辑：孟祥涛
35、例 1(1)Ecos v0(2)sin 跟踪训练1ABC 例 2(1)1a2mUq(2) a3m2qU例 3(1)2.41 m(2)5.74 107 s 跟踪训练3(1)4.19106 s(2)2 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 22 页名师精编优秀教案例 45 m6qt5 m3qt当堂训练1B2.C3.BC 4AD设 OM2R1，ON2R2，故R1R2OMON34，路程长度之比sMsN R1 R234，B 正确；由RmvqB知v1v2R1R2，故F洛MF洛Nqv1Bqv2B34，C 正确， D 错误；由于T2 m
36、Bq，则tMtN12TM12TN1，A 错 5D当速度为2v 时，速度方向的偏向角为60 ，时间 t16T.当速度大小改为v 时，RmvqB12R，画出速度为v 时的运动轨迹，由几何关系可知其圆心角为120 ，t13T2t. 6ATP722.TIF； %60%60；Z*2，Y作出示意图如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从d点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式RmvqB可知，速度也增大为原来的二倍，A项正确，显然C 项错误；当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会从f 点射出， B 项错误；据粒子的周期公式T2 mqB，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应
37、的圆心角，所以从e、d 射出时所用时间相等，从f 点射出时所用时间最短 课后训练答案1A由洛伦兹力提供向心力可得rmvqB，T2 mqB，由此可知，在粒子的电荷量相同的情况下，半径由粒子的动量大小决定，周期由带电粒子的质量决定，A 正确 2BC粒子在磁场中只受到洛伦兹力，洛伦兹力不会对粒子做功，故速率不变，A 错；由半径公式 RmvBq，B12B2，则当粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，轨道半径将加倍，B 对；由周期公式T2 mBq，磁感应强度减半，周期将加倍，C 对；角速度 2T，故做圆周运动的角速度减半， D 错 3AD回旋加速器的两个D 形盒间的空隙分布着周期性变化的电场，不断地对
38、离子加速使其获得能量；而D 形盒处分布有恒定不变的磁场，具有一定速度的带电粒子在D 形盒内受到洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动；洛伦兹力不做功故不能使离子获得能量，C 错；离子源在回旋加速器的中心附近所以正确选项为A、D. 4C由题意，如图所示，TP724.TIF；%70%70；Z*2，Y电子正好经过C 点，此时圆周运动的半径 ra2cos 30 a3，要想电子从BC 边经过，圆周运动的半径要大于a3，由带电粒子在磁场中运动的公式rmvqB有a3mv0eB，即 B0)射入磁场区域 不计离子所受重力，不计离子间的相互影响图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y 轴交点为M，边界与x 轴交点为
39、 N，且 OMONL.由此可判断() A这些离子是带负电的B这些离子运动的轨道半径为LC这些离子的比荷为qmvLBD当离子沿y 轴正方向射入磁场时会经过N 点7. 如图 8 所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿 AB 方向自 A 点射入磁场，分别从AC 边上的 P、Q 两点射出，则() A从 P 射出的粒子速度大B从 Q 射出的粒子速度大C从 P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D两粒子在磁场中运动的时间一样长8不计重力的带正电粒子，质量为m，电荷量为q，以与 y 轴成 30 角的速度v0从 y 轴上的 a 点射入图 9 中第一象限所在区域为了使该带电粒子能从x 轴上
40、的 b 点以与 x 轴成 60 角的速度射出， 可在适当的地方加一个垂直于xOy 平面、磁感强度为B 的匀强磁场， 若此磁场分布在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区域的最小面积9如图 10 甲所示， M、N 为竖直放置且彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔 O、 O且正对， 在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示有一束正离子在t0 时垂直于M 板从小孔O 射入磁场 已知正离子质量为m，带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：(1)磁感应强度B0的大小；精
41、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 22 页名师精编优秀教案图 11(2)要使正离子从O孔垂直于N 板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值图 10 10如图 11 所示，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad 边中点 O，垂直于磁场射入一速度方向跟ad 边夹角 30 、大小为v0的带正电粒子已知粒子质量为m，电荷量为q，ad 边长为 L，ab 边足够长，粒子重力不计，求：(1)粒子能从ab 边上射出磁场的v0大小范围；(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒
42、子在磁场中运动的最长时间磁场复习导学案（四）带电粒子在匀强磁场中的运动答案编辑：孟祥涛例 14mv05deB4mv0de例 2(1)5102 m(2)37 74例 3(1)qB2L22m(2)(22)L(3) mBq例 4(1)2mv0Be(2)mv0Be(3)(21)(mv0Be)2例 5若粒子带正电，则运动时间为2m( )qB，若粒子带负电，则运动时间为2m qB例 6AC设电子所受电场力为F，洛伦兹力为F洛，若磁场方向垂直于纸面向外，则电子所受洛伦兹力指向圆心(如图甲所示 )由题意可知FF洛m2R，F洛 evBe(R)B，F3F洛，联立以上三式得 4Bem. 精选学习资料 - - - -
43、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 22 页名师精编优秀教案若磁场方向垂直于纸面向里，则电子所受洛伦兹力背向圆心(如图乙所示 )，则有 FF洛m2R，F洛evBe(R)B，F3F洛，联立三式解得： 2Bem，故本题答案为A、C. 例 7见解析例 8(1)1B2U0mq(2)见解析当堂训练1ABCTP759.TIF ；%60%60；Z*2，Y粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动，由于所有粒子的速度大小相同，故弧长越小，粒子在磁场中运动的时间就越短，由于粒子在磁场中运动的最长时间为T2，沿 SA方向射出的粒子在磁场中运动时间最长，如图所示作出粒子运动轨迹图
44、，由几何关系可知当粒子在磁场中做圆周运动绕过的弧所对应的弦垂直边界OC 时， 在磁场中运动时间最短，SD OC，则 SD12ES，即弦SD 等于半径，相应DOS 60 ，即最短时间为t60360TT6，所以 A、B、C 正确 26.5 108 s 3BC因电子恰好不能飞过场区，说明其运动轨迹恰好与右边界相切，做圆周运动的半径为d，若让电子飞到场区右侧，则可改变v 的方向，使圆心向右偏，或减小d，都能使电子飞到场区右侧，选项B、C 正确 4C作出从ab 边射出的轨迹 、刚好从bc 边射出的轨迹 、从cd 边 射出的轨迹 和刚好从 ad 边射出的轨迹 .由带正电的粒子从O 点沿纸 面 以垂直于cd
45、 边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从 c 点射出磁场可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t0.如图可知，从ab 边射出 经 历的时间一定不大于5t06； 从 bc 边射出经历的时间一定不大于4t03； 从 cd 边射出经历的时间一定是5t03；从 ad 边射出经历的时间一定不大于t03.所以选项C 正确 课后训练答案1D因 m4mH，q2qH，据 T2 mqB，知 t2tH；据 RmvqB，知 vH2v；据 av2R，知 a14aH；据 Ek12mv2，知 EkEkH，只有 D 项正确 2A由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右，
46、所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变 3BCD两偏转轨迹的圆心都在射入速度方向的垂线上，可假设它们的半径为某一长度，从而画出两偏转轨迹，如图所示由此可知它们的运动时间分别为t1(2 2 )mBq，t22mBq；轨迹半径 RmvBq相等；射出速度方向都与边界成角；射出点与A 点距离相等，为d2R sin .故 B、C、D 正确 4C无论是带正电还是带负电粒子都能到达B 点，画出粒子运动的轨迹，正粒子在L1上方磁场中运动14T，在 L2下方磁场中运动34T，负粒子在L1上方磁场中运动34T，在 L2下方磁场中运动T4，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
47、- - - - - - -第 21 页，共 22 页名师精编优秀教案T2 mBq；速度变化不影响粒子经过B 点，选 C. 5B电子在磁场中只受洛伦兹力的作用，做匀速圆周运动，认为运动时间为tdvA是把电子的运动看成类平抛运动了，圆周运动时可用tLvA来计算；洛伦兹力与电子的运动方向始终垂直，故一定不做功；速度是矢量，电子在A、B 两点速度的大小相等，而方向并不相同 6D根据左手定则，离子带正电，A 项错误；由题图可知，粒子轨道半径为12L，B 项错误；再根据 qvBmv212L，qm2vLB，C 项错误；由于ONL，粒子半径为12L，ON 恰好为粒子做圆周运动的直径，故 D 项正确 7BD作出各自的轨迹如图所示，根据圆周运动特点知，分别从P、Q 点射出时，与AC 边夹角相同，故可判定从P、Q 点射出时，半径R1R2，所以，从Q 点射出的粒子速度大，B 正确；根据图示，可知两个圆心角相等，所以，从P、Q 点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等，正确选项应是B、D. 8.34(mv0qB)29(1)2 mqT0(2) d2nT0(n1,2,3) 10 (1)qBL3mv0qBLm(2)5 m3qB精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 22 页
