高考复习磁场高考_-高考.pdf
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1、第九章 磁 场 一、知识目标 内 容 要 求 说 明 1电流的磁场 1安培力的计算限于直导线跟 B 平行或垂直的两种情况 2洛伦兹力的计算限于 v 跟 B 平行或垂直的两种情况 2磁感应强度 磁感线 地磁场 3磁性材料 分子电流假说 4磁场对通电直导线的作用 安培力 左手定则 5磁电式电表原理 6 磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 7质谱仪 回旋加速器 二、能力要求 1会使用右手螺旋定则判断电流的磁场方向 2会使用左手定则判断电流在磁场中受安培力的方向;会计算安培力的大小 3 会使用左手定则判断运动电荷在磁场中受洛伦兹力的方向;会计算洛伦兹力的大小 4会确定带电粒子在
2、匀强磁场中做匀速圆周运动轨迹的圆心、半径;会计算带电粒子在匀强磁场中运动的时间 5会运用相关力学规律来求解带电粒子在重力场、电场、磁场中的运动问题 三、解题示例 例 1 两光滑平行导轨与水平成 放置导轨下端接有电池和滑动变阻器,导轨上与导轨垂直放置有导体 MN,如图所示,整个装置处在磁感强度为 B 的匀强磁场中若磁场方向竖直向上,导体 MN 中的电流为 I1时,导体 MN 可静止在导轨上;若磁场方向垂直导轨平面斜向上时,导体 MN 中的电流为 I2时,也可以静止在导轨上求 I1I2 分析:首先确定以 MN 为研究对象,两种情况下,MN 都处于平衡状态,MN 所受合力为 0再分析两种情况下 MN
3、 的受力情况,根据物体的平衡条件列方程 解:两种情景中,MN 的受力情况分别如图所示设 MN 长 L,质量为 m根据物体平衡条件可得 BI1Lmgtan BI2Lmgsin 解得 I1I21cos 讨论:1为了方便画出导体 MN 的受力图,学会将立体图形平面化画投影图是非常必要的;2两种情景中,导轨对 MN 的弹力也不相同,请同学们思考 N1N2?例 2 如图所示,在直线 MN 的右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场,方向垂直低面向里电子(电量 e、质量 m)以某一垂直磁场方向的速度,从 MN 上的孔 A 垂直 MN 射入匀强磁场电子在运动过程中经过 P 点,并最终打在 MN 上的 C 点已知
4、APd,且 AP 与初速度方向的夹角 30 不计电子受到的重力求:(1)电子进入磁场时的速度大小 v;(2)电子从 A运动到 P 点所用的时间 t 分析:电子射入磁场后,受洛仑兹力,根据左手定则判断,电子在 A 点受洛伦兹力方向从 M指向 N电子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹圆心必在 MN 线上;AP 为轨迹圆的一条弦,弦的中垂线一定过圆心做 AP 的中垂线与 MN 交于点 O,则点 O 为轨迹圆的圆心 根据几何关系可以求出轨迹圆的半径,继而可以求出 v 和 t 解:(1)电子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示,根据几何关系可以求出轨迹圆的半径为 rd 由牛顿第二定律得 rmvevB2 解得
5、meBdmeBrv(2)粒子做圆周运动的周期 eBmvrT22 题中给出的弦切角 30 所对应的圆心角为 2 60,所以电子从 A运动到 P 所用的时间为 eBmeBmTt3222 讨论:画出电子的运动轨迹,根据洛伦兹力和已知条件确定轨迹圆的圆心,再根据几何关系和已知条件确定电子运动的半径是这类习题的解题关键 公司本制度适用于名词定义定义整理整顿清扫清洁素养管理职责企业管理部管理职责本制度由企业管理部归口管理企业管理部负责编写制度企业管理部负责统筹管理工作的组织监督和评价制度的实施每月根据检查结果评出现场优秀总策划标准宣贯自查问题整改负责配合检查和执行本制度使生产现场及办公现场符合标准关部门责
6、任人按规定参加联检并提报结果现场管理标准整理明确区分需要和不需要的物品在生产现场保留需要的清除不需要的即区分需要与否清扫生产现场始终处于无垃圾无灰尘的整洁状态清洁经常进行整理整顿和清扫始终使现场保持整洁的状态其中包括个人清洁和环境清洁其根本是杜绝污染源素养每位员工养成良好的习惯遵守规则有美誉度检查程序与要求车间班组级例 3 如图所示,充电的两平行金属板间有场强为 E 的匀强电场,和方向与电场垂直(垂直纸面向里)的匀强磁场,磁感应强度为 B,构成了速度选择器氕、氘、氚核以相同的动能(EK)从两极板中间,垂直于电场和磁场射入速度选择器,且氘核沿直线射出则射出时 ()A动能增加的是氚核 B动能增加的
7、是氕核 C偏向正极板的是氚核 D偏向正级板的是氕核 分析:带电粒子在运动过程中,受到了电场力和洛仑兹力两个力的作用,因此,这是一个复合场问题依然可以从受力分析和运动分析入手 带电粒子垂直于电场和磁场方向射入速度选择器后,同时受到电场力 FqE 和洛仑兹力 fqvB 若粒子的速度为 v0时,qEqv0B 则粒子将做匀速直线运动,反过来说,设想粒子若以左侧挡板的中央孔射入,并从右侧中央孔射出,则粒子受电场力与洛仑兹力平衡,做匀速直线运动则 BEv 0 若 vv0,则 qvBqE粒子将向逆电力线方向偏向正极板且由于洛仑兹力不做功,而电场力做负功,则粒子射出时的动能小于射入时的动能 反之,若 vv0,
8、则 qvBqE,粒子将偏向负极板运动,由于电场力做正功,则粒子射出时的动能大于射入时的动能 本题给出三个粒子的动能 EK相同,则它们射入速度选择器时的速度 mEvK2 可见射入时氕核的速度 v1最大,氚核的速度 v3最小 基于氘核沿直线运动,所以氕核将偏向正极板运动,射出时的动能小于射入时的动能,氚核则恰好相反 解:本题答案是选项 A、D 讨论:所谓速度选择,就是指对于确定的 E 和 B,可以获得确定的 v0E/B 还需说明的一点是,作为速度选择器,与粒子带电的性质(正、负)没有关系,但与粒子射入电磁场的方向有关 粒子的速度 v E/B 时,射入速度选择器后,将做曲线运动,由于洛仑兹力始终与速
9、度方向垂直,而电场力是恒力,所以粒子所受的合力大小和方向都在不断地变化,故不可能用牛顿运动定律来描述粒子的运动 但却可如上述分析的那样,用动能定理来讨论粒子从射入到射出的动能变化 例 4 电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的电子束经过电压为 U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图所示,磁场方向垂直于圆面,磁场区的中心为公司本制度适用于名词定义定义整理整顿清扫清洁素养管理职责企业管理部管理职责本制度由企业管理部归口管理企业管理部负责编写制度企业管理部负责统筹管理工作的组织监督和评价制度的实施每月根据检查结果评出现场优秀总策划标准宣贯自查问题整改负责配合检查和执行本制度使生产现场
10、及办公现场符合标准关部门责任人按规定参加联检并提报结果现场管理标准整理明确区分需要和不需要的物品在生产现场保留需要的清除不需要的即区分需要与否清扫生产现场始终处于无垃圾无灰尘的整洁状态清洁经常进行整理整顿和清扫始终使现场保持整洁的状态其中包括个人清洁和环境清洁其根本是杜绝污染源素养每位员工养成良好的习惯遵守规则有美誉度检查程序与要求车间班组级O,半径为 r当不加磁场时,电子束将通过 O 点而打到屏幕的中心 M 点为了让电子束射到屏幕边缘 P,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度 ,此时磁场的磁感应强度 B 应为多少?分析:带电粒子在匀强电场的加速运动,有界圆磁场中做圆周运动 解:电子在磁场中沿圆
11、弧 ab 运动,圆心为 C,半径为 R以 v 表示电子进入磁场时的速度,m、e 分别表示电子的质量和电量,则 221mveU RvmevB2 又有 Rr2tan 由以上各式解得 2tan21emUrB 讨论:在圆形区域的磁场中,利用弦的中垂线找圆心(圆心在垂直于初速度的直线上,也在弦的中垂线上,两条线的交点即为圆心)和几何关系弦是磁场圆和轨迹圆的公共弦,所以弦的中垂线既过磁场圆的圆心也过轨迹圆的圆心 仅从习题特征看,它属于电场力与洛伦兹力对电荷的递次作用 带电粒子经电场力加速后进入磁场,然后在磁场中运动解题时,只要抓住转化作用时带电粒子的速度这一“交接棒”,就可以将前后两部分运动联系起来 四、
12、综合训练 1 如图所示,一根长直导线穿过通有恒定电流的金属环的中心,且垂直于金属环的平面 导线和环中的电流方向如图所示那么金属环受到的磁场力 ()公司本制度适用于名词定义定义整理整顿清扫清洁素养管理职责企业管理部管理职责本制度由企业管理部归口管理企业管理部负责编写制度企业管理部负责统筹管理工作的组织监督和评价制度的实施每月根据检查结果评出现场优秀总策划标准宣贯自查问题整改负责配合检查和执行本制度使生产现场及办公现场符合标准关部门责任人按规定参加联检并提报结果现场管理标准整理明确区分需要和不需要的物品在生产现场保留需要的清除不需要的即区分需要与否清扫生产现场始终处于无垃圾无灰尘的整洁状态清洁经常
13、进行整理整顿和清扫始终使现场保持整洁的状态其中包括个人清洁和环境清洁其根本是杜绝污染源素养每位员工养成良好的习惯遵守规则有美誉度检查程序与要求车间班组级A沿环半径向外 B沿环半径向里 C沿直导线向右 D为零 2如图所示,在用软线悬挂的圆形线圈近旁,有一水平放置的条形磁铁,线圈平面与磁铁的中轴线重合当线圈通以顺时针方向的电流后 ()A线圈向左摆动靠近磁铁 B线圈向左摆动远离磁铁 C从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁 D从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁 3如图所示,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有一光滑斜面体,倾角为 ,在斜面体上放了一根长为 L、质量为 m 的导线当通以垂直纸面向
14、里的恒定电流 I 时,导线恰能静止在图示位置上那么磁感应强度 ()ABmgsin/IL,方向垂直斜面向上 BBmgsin/IL,方向垂直斜面向下 CBmgtan/IL,方向竖直向下 DBmg/IL,方向水平向右 4如图所示,通电矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面内,电流方向如图所示ab 边与 MN 平行关于 MN 的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是 ()A线框有两条边所受的安培力方向相同 B线框有两条边所受的安培力大小相同 C线框所受安培力的合力向左 D线框所受安培力的合力为零 5初速为 v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向
15、如图所示,则电子 ()公司本制度适用于名词定义定义整理整顿清扫清洁素养管理职责企业管理部管理职责本制度由企业管理部归口管理企业管理部负责编写制度企业管理部负责统筹管理工作的组织监督和评价制度的实施每月根据检查结果评出现场优秀总策划标准宣贯自查问题整改负责配合检查和执行本制度使生产现场及办公现场符合标准关部门责任人按规定参加联检并提报结果现场管理标准整理明确区分需要和不需要的物品在生产现场保留需要的清除不需要的即区分需要与否清扫生产现场始终处于无垃圾无灰尘的整洁状态清洁经常进行整理整顿和清扫始终使现场保持整洁的状态其中包括个人清洁和环境清洁其根本是杜绝污染源素养每位员工养成良好的习惯遵守规则有美
16、誉度检查程序与要求车间班组级A将向右偏转,速率不变 B将向左偏转,速率改变 C将向左偏转,速率不变 D将向右偏转,速率改变 6如图所示,一个电量为 e、动量大小为 p 的电子,垂直磁场边界穿过宽度为 d、磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,并发生了偏转,偏转角 等于 ()AeBdpsinarc BpeBdsinarc CeBdptanarc DpeBdtanarc 7如图所示,正方形区域 abcd 中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里一个氢核从 ab边中点 m 沿着既垂直于 ab 边又垂直于磁场的方向,以一定的速度射入磁场,正好从 ab边中点 n 射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来
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- 关 键 词:
- 高考 复习 磁场 中学 教育
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