高考物理二輪復(fù)習(xí)專題三電場和磁場第2講磁吃電流和電荷的作用ppt課件

1、第2講磁場對電流和電荷的作用專題三電場和磁場考點一有關(guān)磁場的根本知識辨析考點三帶電粒子在磁場中運動的多過程問題考點四帶電粒子在有界磁場中的臨界極值問題考點二帶電粒子在有界磁場中的根本運動有關(guān)磁場的根本知識辨析考點一真題研討真題研討1.(2021浙江4月選考9)如圖1所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反、大小相等的電流，a、b兩點位于導(dǎo)線所在的平面內(nèi).那么A.b點的磁感應(yīng)強度為零B.ef導(dǎo)線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里C.cd導(dǎo)線遭到的安培力方向向右D.同時改動兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線遭到的安培力方向不變答案解析12345678圖1解析根據(jù)右手定那么可知解析根據(jù)右手定那么可知

2、b處的兩處分磁場方向均為垂直紙面向外，處的兩處分磁場方向均為垂直紙面向外，所以選項所以選項A錯誤；錯誤；ef在在a處的磁場垂直紙面向外，所以選項處的磁場垂直紙面向外，所以選項B錯誤；錯誤；根據(jù)左手定那么可判別，方向相反的兩個電流的安培力相互排斥，所以根據(jù)左手定那么可判別，方向相反的兩個電流的安培力相互排斥，所以選項選項C錯誤；錯誤；不論電流方向如何，只需電流方向相反，就相互排斥，選項不論電流方向如何，只需電流方向相反，就相互排斥，選項D正確正確.123456782.(2021浙江10月學(xué)考10)如圖2所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab用輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b.閉合開

3、關(guān)S瞬間，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是A.向上B.向下C.垂直紙面向外D.垂直紙面向里12345678圖2解析根據(jù)右手定那么可知，開封鎖合后，螺線管產(chǎn)生的磁極解析根據(jù)右手定那么可知，開封鎖合后，螺線管產(chǎn)生的磁極N極在右極在右側(cè)側(cè).根據(jù)左手定那么可知，根據(jù)左手定那么可知，a端受力應(yīng)垂直紙面向里，選項端受力應(yīng)垂直紙面向里，選項D正確正確.答案解析123456783.(2021浙江4月選考9)法拉第電動機原理如圖3所示.條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上.一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連.電源負極與金屬桿上端相連，與電源正極銜接的導(dǎo)線插入水銀中.從上往下看，金

4、屬桿A.向左擺動 B.向右擺動C.順時針轉(zhuǎn)動 D.逆時針轉(zhuǎn)動解析根據(jù)左手定那么可知，導(dǎo)電金屬桿所受安培力將會使其逆時針轉(zhuǎn)解析根據(jù)左手定那么可知，導(dǎo)電金屬桿所受安培力將會使其逆時針轉(zhuǎn)動，動，D對對.答案解析圖34.(人教版選修31P93“做一做改編)物理教師在課堂上做了一個“旋轉(zhuǎn)的液體實驗，實驗安裝如圖4：裝有導(dǎo)電液的玻璃器皿放在上端為S極的蹄形磁鐵的磁場中，器皿中心的圓柱形電極與電源負極相連，內(nèi)壁邊緣的圓環(huán)形電極與電源正極相連.接通電源后液體旋轉(zhuǎn)起來，關(guān)于這個實驗以下說法中正確的選項是A.液體中電流由中心流向邊緣；從上往下俯視，液體逆時針旋轉(zhuǎn)B.液體中電流由中心流向邊緣；從上往下俯視，液體順時

5、針旋轉(zhuǎn)C.液體中電流由邊緣流向中心；從上往下俯視，液體順時針旋轉(zhuǎn)D.液體中電流由邊緣流向中心：從上往下俯視，液體逆時針旋轉(zhuǎn)模擬訓(xùn)練模擬訓(xùn)練圖412345678答案解析解析由圖可知液體中電流由邊緣流向中心，蹄形磁鐵的上端為解析由圖可知液體中電流由邊緣流向中心，蹄形磁鐵的上端為S極，極，導(dǎo)電液處磁場方向豎直向上，由左手定那么可知電流遭到的安培力方向?qū)щ娨禾幋艌龇较蜇Q直向上，由左手定那么可知電流遭到的安培力方向從上往下俯視為逆時針方向，所以液體逆時針旋轉(zhuǎn)，應(yīng)選項從上往下俯視為逆時針方向，所以液體逆時針旋轉(zhuǎn)，應(yīng)選項D正確正確.123456785.(2021浙江“七彩陽光聯(lián)考)小張同窗將兩枚小磁針放進某

6、磁場中，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時如圖5所示(忽略地磁場的影響)，那么該磁場一定不是A.蹄形磁鐵所構(gòu)成的磁場B.條形磁鐵所構(gòu)成的磁場C.通電螺線管所構(gòu)成的磁場D.通電直導(dǎo)線所構(gòu)成的磁場答案12345678圖56.(2021稽陽聯(lián)誼學(xué)校8月聯(lián)考)如圖6所示為電流天平，可以用來丈量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的程度邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B的方向與線圈平面垂直，當線圈中經(jīng)過電流I時，調(diào)理砝碼使兩臂達到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需求在左盤中添加質(zhì)量為m的砝碼，才干使兩臂再到達新的平衡，當?shù)刂亓铀俣葹間，那么磁感應(yīng)強度B為解析電流方向反向，安培力的變化為解析

7、電流方向反向，安培力的變化為2nBIl，大小等于，大小等于mg，C對對.12345678答案解析圖6123456787.(2021紹興市9月選考)如圖7所示，電子槍向右發(fā)射電子束，其正下方程度直導(dǎo)線內(nèi)通有向右的電流，那么電子束將A.向上偏轉(zhuǎn) B.向下偏轉(zhuǎn)C.向紙外偏轉(zhuǎn) D.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)解析由安培定那么知程度直導(dǎo)線上方磁場方向垂直于紙面向外，由左解析由安培定那么知程度直導(dǎo)線上方磁場方向垂直于紙面向外，由左手定那么知向右運動的電子遭到向上的洛倫茲力，故手定那么知向右運動的電子遭到向上的洛倫茲力，故A正確正確.答案解析圖78.(2021紹興市選考模擬)以下說法正確的選項是A.條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是

8、從磁鐵的N極指向S極B.一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，那么該處的磁感應(yīng)強度為零C.兩通電導(dǎo)線之間的相互作用是經(jīng)過磁場發(fā)生的D.在磁感應(yīng)強度為B的磁場中，穿過面積為S的平面的磁通量為BS答案解析12345678解析條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從磁鐵的解析條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從磁鐵的S S極指向極指向N N極的，極的，A A不正確；不正確；一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，假設(shè)導(dǎo)線平行于磁場，既使磁感應(yīng)強一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，假設(shè)導(dǎo)線平行于磁場，既使磁感應(yīng)強度不為零，導(dǎo)線也不受磁場力作用，故度不為零，導(dǎo)線也不受磁場力作用，故B B錯；錯；兩通電導(dǎo)線間的相互作用是經(jīng)過磁場發(fā)生的，兩通

9、電導(dǎo)線間的相互作用是經(jīng)過磁場發(fā)生的，C C正確；正確；在磁感應(yīng)強度為在磁感應(yīng)強度為B B的磁場中，只需當磁感應(yīng)強度的磁場中，只需當磁感應(yīng)強度B B垂直于某平面時，穿過垂直于某平面時，穿過面積為面積為S S的該平面的磁通量的該平面的磁通量BSBS才成立，才成立，D D不正確不正確. .應(yīng)選應(yīng)選C.C.12345678帶電粒子在有界磁場中的根本運動考點二命題預(yù)測命題預(yù)測1.如圖8所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P(a，0)點以速度v，沿與x正方向成60的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限.求：(1)勻速圓周運動的半徑.123圖8答案解析解析粒子在磁場中在

10、洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，如下圖，由射解析粒子在磁場中在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，如下圖，由射入、射出點可找到圓心入、射出點可找到圓心O，123123(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B.答案解析123(3)射出點的坐標.答案解析解析由幾何關(guān)系有：粒子射出磁場時的縱坐標解析由幾何關(guān)系有：粒子射出磁場時的縱坐標2.空間有一圓柱形勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場方向垂直橫截面.一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場，分開磁場時速度方向偏離入射方向60.不計重力，該磁場的磁感應(yīng)強度大小為模擬訓(xùn)練模擬訓(xùn)練答案解析1231233.如圖9所示，正六邊形abcde

11、f區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場.一帶正電的粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域，當速度大小為vb時，從b點分開磁場，在磁場中運動的時間為tb，當速度大小為vc時，從c點分開磁場，在磁場中運動的時間為tc，不計粒子重力.那么速度之比vb vc和時間之比tb tc分別是多少？123答案答案1 22 1圖9答案解析123帶電粒子在磁場中運動的多過程問題考點三真題研討真題研討1.(2021浙江11月選考23)如圖10所示，x軸上方存在垂直紙面向外的勻強磁場，坐標原點有一正離子源，單位時間在xOy平面內(nèi)發(fā)射n0個速率均為v的離子，分布在y軸兩側(cè)各為的范圍內(nèi).在x軸上放置長度為L的離子搜集板，其右端點距坐標原

12、點的間隔為2L，當磁感應(yīng)強度為B0時，沿y軸正方向入射的離子，恰好打在收集板的右端點.整個安裝處于真空中，不計重力，不思索離子間的碰撞，忽略離子間相互作用.答案解析圖10123解析磁場強度為解析磁場強度為B0時，沿著時，沿著y軸正方向射入的離子，正好打在搜集板軸正方向射入的離子，正好打在搜集板右端，那么離子軌跡如圖甲：右端，那么離子軌跡如圖甲：123(2)假設(shè)發(fā)射的離子被搜集板全部搜集，求的最大值；123答案答案60解析如圖乙所示，以最大值解析如圖乙所示，以最大值m入射時，入射時，根據(jù)幾何關(guān)系，有：根據(jù)幾何關(guān)系，有：2Rcos mL，故故m60乙答案解析(3)假設(shè)離子到達x軸時沿x軸均勻分布，

13、當37，磁感應(yīng)強度B0B3B0的區(qū)間取不同值時，求單位時間內(nèi)搜集板搜集到的離子數(shù)n與磁感應(yīng)強度B之間的關(guān)系.(不計離子在磁場中運動的時間)123答案見解析答案見解析答案解析解析解析BB0，全部搜集到離子時的最小半徑為，全部搜集到離子時的最小半徑為R1，如圖丙，如圖丙有有2R1cos 37L丙當B0B1.6B0時，n1n0B1.6B0，恰好搜集不到離子時的半徑為R2，有R20.5L，得B22B0當2B0B3B0時，極板上無法搜集到離子，n30.123模擬訓(xùn)練模擬訓(xùn)練2.為了進一步提高盤旋加速器的能量，科學(xué)家建造了“扇形聚焦盤旋加速器.在扇形聚焦過程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)

14、.扇形聚焦磁場分布的簡化圖如圖11所示，圓心為O的圓形區(qū)域等分成六個扇形區(qū)域，其中三個為峰區(qū)，三個為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布.峰區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，谷區(qū)內(nèi)沒有磁場.質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，以不變的速率v旋轉(zhuǎn)，其閉合平衡軌道如圖中虛線所示.(1)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r，并判分別子旋轉(zhuǎn)的方向是順時針還是逆時針；圖11答案解析123解析峰區(qū)內(nèi)圓弧半徑解析峰區(qū)內(nèi)圓弧半徑r旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向123(2)求軌道在一個峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角，及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T；答案解析123(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度

15、為B，新的閉合平衡軌道在一個峰區(qū)內(nèi)的圓心角變?yōu)?0，求B和B的關(guān)系.知：sin ( )sin cos cos sin ，cos 1答案解析123解析如圖乙所示，谷區(qū)內(nèi)的圓心角解析如圖乙所示，谷區(qū)內(nèi)的圓心角12090301233.如圖12甲所示，M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板，板間間隔為d，兩板中央各有一個小孔O、O且正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示.有一束正離子在t0時垂直于M板從小孔O射入磁場.知正離子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應(yīng)強度變化的周期都為T0，不思索由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重力.求

16、：(1)磁感應(yīng)強度B0的大??；圖12123答案解析解析設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向為正方向解析設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向為正方向正離子射入磁場，洛倫茲力提供向心力正離子射入磁場，洛倫茲力提供向心力123(2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場，求正離子射入磁場時的速度v0的能夠值.123答案解析規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)處理帶電粒子在磁場中運動的多過程問題處理帶電粒子在磁場中運動的多過程問題(1)分析標題特點，確定帶電粒子運動的大致過程分析標題特點，確定帶電粒子運動的大致過程.(2)作出粒子運動軌跡表示圖作出粒子運動軌跡表示圖.(3)對每一個過程確定圓心，幾何求半徑，運用半徑公式、周期公式等規(guī)對每一個過程

17、確定圓心，幾何求半徑，運用半徑公式、周期公式等規(guī)律求解律求解.(4)假設(shè)為周期性反復(fù)的多解問題，尋覓通項式，假設(shè)是出現(xiàn)幾種解的能假設(shè)為周期性反復(fù)的多解問題，尋覓通項式，假設(shè)是出現(xiàn)幾種解的能夠性，留意每種解出現(xiàn)的條件夠性，留意每種解出現(xiàn)的條件.帶電粒子在有界磁場中的臨界極值問題考點四真題研討真題研討1.(2021浙江9月選考23)某科研小組設(shè)計了一個粒子探測安裝.如圖13甲所示，一個截面半徑為R的圓筒(筒長大于2R)程度固定放置，筒內(nèi)分布著垂直于軸線的程度方向勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B.圖乙為圓筒的入射截面，圖丙為豎直方向過筒軸的切面.質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子以不同的初速度垂直于入射截面射

18、入筒內(nèi).圓筒內(nèi)壁布滿探測器，可記錄粒子到達筒壁的位置.筒壁上的P點和Q點與入射面的間隔分別為R和2R.(離子碰到探測器即被吸收，忽略離子間的相互作用)(1)離子從O點垂直射入，偏轉(zhuǎn)后到達P點，求該離子的入射速度v0的大?。?2圖13答案解析解析離子運動的半徑為解析離子運動的半徑為R1212(2)離子從OC線上垂直射入，求位于Q點處的探測器接納到的離子的入射速度范圍；答案解析解析離子以解析離子以v1從從C點入射時，才干到達點入射時，才干到達Q點，偏轉(zhuǎn)半徑為點，偏轉(zhuǎn)半徑為R12R從O點入射時，設(shè)半徑為R2，根據(jù)題意得1212(3)假設(shè)離子以第(2)問求得范圍內(nèi)的速度垂直入射，從入射截面的特定區(qū)域入射的離子偏轉(zhuǎn)后仍能到達距入射面為2R的筒壁位置，畫出此入射區(qū)域的外形并求其面積.答案解析所以特定入射區(qū)域為圖中陰影部分由幾何關(guān)系得122.(2021寧波市模擬)如圖14所示，在足夠長的程度絕緣板上方間隔為d的P點有一個粒子發(fā)射源，可以在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率相等、比荷為k的帶正電的粒子，不思索粒子間的相互作用和粒子重力.模擬訓(xùn)練模擬訓(xùn)練(1)假設(shè)知粒子的發(fā)射速率為v0，在絕緣板上方加一電場強度大小為E、方向豎直向下的勻強電場，求同一時辰發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時間差；圖1412答案解析解析當速度方向豎直向下時，時間最短，當速度方向