高考物理一轮复习概念梳理及巩固练习：磁场（2）.docx

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1、第十章磁 场概念梳理（2）一、洛伦兹力1、洛伦兹力的大小（1）vB, 洛伦兹力最大，为F= ； (2) vB, 洛伦兹力最小，为F= ；（3）一般情况，洛伦兹力介于0与最大值之间，为F= ，是 之间的夹角。2、洛伦兹力的方向：左手定则，注意：四指指向 电荷的运动方向或负电荷运动的 。 洛伦兹力方向一定既垂直于 方向，又垂直于 方向，即洛伦兹力垂直于速度v和磁场B决定的平面，但是速度v和磁场B之间 垂直（填一定或不一定）。 因为洛伦兹力一直与速度方向垂直，所以洛伦兹力对电荷不做功，即洛伦兹力只改变速度的 ，不改变速度的 。例1、每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球磁场可以有效地改变

2、这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？( ) A向东B向南 C向西 D向北二、电荷在磁场中的运动1、速度方向与磁场方向平行：不受洛伦兹力作用，电荷做 运动；2、速度方向与磁场方向垂直：电荷做 运动，洛伦兹力提供向心力。例2、推导半径公式，和周期公式（可见速度越大半径r越大，而周期T与速度无关。）3、电荷在磁场中运动问题的一般处理方法：画圆心，找半径。 画圆心：（1）在轨迹上找出两个速度方向

3、，它们垂线的交点即为圆心；（2）在轨迹上找出入射点速度方向，作出垂线，再连接入射点和射出点，作其中垂线，交点即为圆心。4、在求解有界磁场问题时，要注意对称性： （1）直线边界：从同一边界射出时速度和边界的夹角和射入时速度与边界的夹角相等； （2）圆形边界：沿半径方向射入圆形磁场区域内的带电粒子，必定沿 方向射出，且粒子的速度越大，则做匀速圆周运动的圆心角越 ，穿过磁场的时间越 。5、运动时间的确定：粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧对应的圆心角为时，其运动的时间为。例3、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的

4、入射方向的夹角为300，求： (1)电子的质量 m；(2)电子在磁场中的运动时间t。例4、如图所示，在第象限内有垂直纸面向里的匀强磁场一对正、负电子分别以相同速率，沿与x轴成30的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为( ) A1: 2 B2: 1 C1： D1: 1三、洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力产生条件大 小方 向做功情况例5、场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场正交。如图所示，质量为m的带电粒子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为R的匀速圆周运动，设重力加速度为g，则下列结论错误的是( ) A. 粒子带负电，且q=mg/E B粒子顺时针方向转动 C粒子速

5、度大小v=BgR/E D粒子的机械能守恒例6、根据要求，画出下列情况下带电粒子的运动轨迹。四、电磁场的实际应用1、速度选择器（二力平衡）电荷在电磁场中运动，当 时，电荷做 运动，能够从另一侧的小孔中出来，而当速度大于或小于该速度时，电荷将发生偏转，不能从另一侧的小孔中 速度选择器只能选择速度，不能选择电荷的正负、电荷量、质量。例7、（多选题）如上面右图所示，平行板间的匀强电场范围内存在着与电场正交的匀强磁场，带电粒子以速度垂直电场从点射入平行板间，恰好沿纸面匀速直线运动，从飞出，忽略重力，下列说法正确的是( ) A磁场方向垂直纸面向里 B磁场方向与带电粒子的正负有关 C带电粒子从沿进入，也能做

6、匀速直线运动 D粒子带负电时，以速度从沿射入，从飞出，则2、质谱仪（电、磁场交替作用）电荷先在电场中加速，后在磁场中做匀速圆周运动，根据运动特点，可以求出电荷的比荷。 加速方程： ，解得v= ；匀速圆周运动方程： ，解得 。例8、上面右图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，速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，匀强电场的电场强度为E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场下列表述不正确的是() 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外 C能通过

7、狭缝P的带电粒子的速率等于 D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小3、回旋加速器（电、磁场交替作用）（1）电场的作用： ；磁场的作用： 。（2）加速条件：高频电源的周期（或频率）等于 周期（或频率）。（3）当电荷的半径达到D形盒的半径rm时，电荷的速度达到最大，动能也最大，动能最大值公式EKm= 。欲增加粒子的最大动能，可采用的方法有： ； 。例9、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图上所示要增大带电粒子射出时的动能，则下

8、列说法中正确的是()A增大狭缝间的加速电压 B减小磁场的磁感应强度 C减小周期性变化的电场的频率 D增大D形金属盒的半径第十章磁 场巩固练习（2）1、处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值() A与粒子电荷量成正比 B与粒子速率成正比 C与粒子质量成正比 D与磁感应强度成正比来2、在阴极射线（电子流）管中，其上方置一根通有如图所示方向电流的直导线，导线与阴极射线管平行，管中所示为阴极射线的运动方向,则阴极射线将() A向纸里偏转 B向上偏转 C向下偏转 D向纸外偏转3、如图为带电微粒的速度选择器示意图，若使之正常工作，则以下叙述正

9、确的是( )AP1的电势必须高于P2的电势B匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足v=BEC从S2出来的只能是正电荷，不能是负电荷D如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向，选择器同样正常工作4、在半径为r的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v从A沿半径方向入射，并从C点射出，如图所示(O为圆心)，已知AOC=120，若在磁场中粒子只受洛仑兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间( )A B C D5、（多选题）如图，沿x方向有界、沿y方向无界的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直纸面向内，大量的速度不同的电子(不计重力)从O点沿x轴进入磁场，最终离开磁

10、场，下列判断正确的是（ ） A所有的电子都向x轴下方偏转 B所有的电子都做类平抛运动 C所有的电子在磁场中运动时速率不变 D只要是速度不同的电子，它们在磁场中运动的时间就一定不同6、（多选题）关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是( )A电场和磁场都对带电粒子起加速作用B电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C只有电场能对带电粒子起加速作用D磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动7、如上面右图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，不计重力，从图中可以看出（ ） A带电粒子带正电，是从B点射

11、入的 B带电粒子带负电，是从B点射入的 C带电粒子带负电，是从点射入的 D带电粒子带正电，是从点射入的8、把金属块放在匀强磁场中，如右图所示，磁场方向如图中所示，S合上后， 设金属块的上、下表面的电势分别为U1、U2，则( ) AU1U2 BU1U2 CU1=U2 D无法确定9、（多选题）两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着方向AO射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图，若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ） Aa粒子动能较大 Bb粒子速率较大 Cb粒子在磁场中运动时间最长 D它们做圆周运动的周期相等10、如图所示，是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=

12、10cm的圆柱形桶内有B=110-4T的匀强磁砀，方向平行于轴线在圆柱桶某一直径两端开有小孔作为入射孔和出射孔离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出现有一离子源发射比荷为21011C/kg的阳离子，且粒子束中速度分布连续当角=45，出射离子速度v的大小是( ) A B C D11如图所示, 套在很长的绝缘直棒上的小球, 质量m=1010-4kg, 带有q=410-4C正电, 小球在棒上可以滑动, 棒竖直放置, 匀强磁场为水平方向, B=05T, 小球与棒间的动摩擦因数=02, 求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度 取g=10m/s2, 设小球带电量不变12、如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B。MM/和NN/是它的两条边界。现有质量为m，电量为q 的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入，要使粒子不从边界NN射出，（1）若粒子带正电，则入射速率的最大值是多少？（2）若粒子带负电，则入射速率的最大值是多少？6学科网（北京）股份有限公司