[原創(chuàng)]2015年《南方新高考》物理 專題九 專題熱點(diǎn)考向[配套課件]

1、專題熱點(diǎn)考向力NBSBILqvBmvqB熱點(diǎn)1 安培力的運(yùn)用考題再現(xiàn)例1：(2012 年天津卷)如圖 9-1 所示，金屬棒 MN 兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由 M 向 N 的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向的夾角均為.)如果僅改變下列某一個(gè)條件，角的相應(yīng)變化情況是(A棒中的電流變大，角變大B兩懸線等長(zhǎng)變短，角變小C金屬棒質(zhì)量變大，角變大D磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，角變小圖 9-1試題點(diǎn)評(píng)：本題考查安培力、受力分析、平衡狀態(tài)以及動(dòng)態(tài)變化，綜合程度比較高圖9-2解析：作出側(cè)視圖(沿MN 方向)，并對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，BILmg變大，A 正確；若兩懸線等長(zhǎng)變短，則不變，B

2、錯(cuò)誤；若金屬棒的質(zhì)量m 變大，則變小，C錯(cuò)誤；若磁感應(yīng)強(qiáng)度B 變大，則變大，D 錯(cuò)誤答案：A如圖9-2所示由圖可得tan ，若棒中的電流I變大，則考向分析：安培力、安培力的應(yīng)用是高中物理重要的知識(shí)點(diǎn)，是高考常考查的重點(diǎn)，高考命題常以新情境來(lái)考查，而且經(jīng)常與其他知識(shí)綜合出題，特別是安培力與牛頓第二定律、平衡狀態(tài)綜合的題目出現(xiàn)的頻率較高單獨(dú)考查的題型一般為選擇題，綜合其他知識(shí)考查的一般為計(jì)算題，難度中等熱點(diǎn)2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用考題再現(xiàn)例2：(2012 年全國(guó)卷)質(zhì)量分別為 m1 和 m2，電荷量分別為 q1 和 q2 的兩個(gè)粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知兩個(gè)粒子的動(dòng)量大小相等下列說(shuō)法正確

3、的是()A若 q1q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等B若 m1m2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等C若 q2q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等D若 m1m2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等，若相等，則試題點(diǎn)評(píng)：本題以選擇題的形式考查洛倫茲力最常見的模型，帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，涉及由洛倫茲力提供向心力推導(dǎo)出的半徑公式及周期公式，屬于簡(jiǎn)單題解析：根據(jù)半徑公式rmvqB，兩粒子的動(dòng)量 mv 大小相等，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 相同，若q1q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等，A 正確，B 錯(cuò)誤；根據(jù)周期公式T2mqBmq周期相等，C、D 錯(cuò)誤答案：A考向分析：縱觀近幾年高考，洛倫茲力的考查年年

4、都有，主要涉及帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，所以考生應(yīng)該熟悉洛倫茲力的特點(diǎn)，以及熟練掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中畫軌跡、找圓心、求半徑的方法熱點(diǎn)3 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)考題再現(xiàn)例3：(2012 年重慶卷)有人設(shè)計(jì)了一種帶電顆粒的速率分選裝置，其原理如圖 9-3 所示，兩帶電金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向上，其中 PQNM 矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外1k以不同的速率沿著磁場(chǎng)區(qū)域的水平中心線為 OO 進(jìn)入兩金屬板之間，其中速率為 v0 的顆粒剛好從 Q 點(diǎn)處離開磁場(chǎng)，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)收集板重力加速度為 g，PQ3d，NQ2d，收集板與 NQ 的距離為 l，不計(jì)顆粒間相互作用求

5、：的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為的帶正電顆粒，(1)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小(3)速率為v0(1)的顆粒打在收集板上的位置到 O 點(diǎn)的距離圖 9-3試題點(diǎn)評(píng)：該題情景是分析一個(gè)新裝置的原理，以速度選擇器為背景緊跟科技前沿，考查重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)的綜合應(yīng)用，其中電場(chǎng)力等于重力帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)這類題型，是復(fù)習(xí)備考中的重要內(nèi)容答題規(guī)范：(1)設(shè)帶電顆粒的電荷量為q，質(zhì)量為m.有Eqmg甲乙圖9-4將qm1k代入，得 Ekg. (2)如圖 9-4 甲所示，有 qv0Bmv20R R2(3d)2(Rd)2 得 Bkv05d. (3)如圖乙所示，有考向分析

6、：電荷在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，一直是高考的熱點(diǎn)之一，幾乎是年年必考，并且綜合性強(qiáng)，難度較大一般考查帶電粒子在復(fù)合中做勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、拋物線運(yùn)動(dòng)等求解這類問(wèn)題要注意分析粒子的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況和能量情況，依據(jù)受力和初始條件來(lái)確定粒子的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況充分利用數(shù)學(xué)幾何知識(shí)求解相關(guān)問(wèn)題這一專題的知識(shí)在科研生產(chǎn)實(shí)際中有許多重要應(yīng)用，聯(lián)系實(shí)際是最大的亮點(diǎn)，如速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、霍耳效應(yīng)等，幾乎是年年考、重復(fù)考，一定要舍得下功夫熟練掌握這些問(wèn)題1(2013 年新課標(biāo)卷) 如圖 9-5 所示，半徑為 R 的一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

7、為 B，方向垂直于紙面向外，一電荷量為 q(q0)質(zhì)量為 m 的粒子沿平行于邊界 ab 的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，射入點(diǎn)與R2磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為 60，則粒子的速率為(不計(jì)重力)()圖 9-5A.qBR2mB.qBRmC.3qBR2mD.2qBRmab的距離為，已知粒子射出磁場(chǎng)與射入得v解析：粒子帶正電，根據(jù)左手定則，判斷出粒子受到的洛倫茲力向右，軌跡如圖51 所示，入射點(diǎn)與圓心連線與初速度方向夾角為30，初速度方向與軌跡所對(duì)弦夾角也為30，所以軌跡半徑rR，由RmvqBqBR.m答案：B圖 512(2013 年新課標(biāo)卷)空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為 R，磁場(chǎng)方向垂直橫截

8、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(chǎng)，離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向 60.不計(jì)重力，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()答案：A圖 523(2013 年安徽卷)圖 9-6 中 a、b、c、d 為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面積位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相等的電流，方向如圖所示一帶正電的粒子從正方形中心 O 點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()圖 9-6A向上B向下C向左D向右解析：根據(jù)安培定則可判定O 點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向左，根據(jù)左手定則可判定：一帶正電的粒子從正方形中心O 點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲

9、力的方向是向下正確選項(xiàng)為B.答案：B4(雙選，2013年海南卷)三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線組成一等邊三角形，在導(dǎo)線中通過(guò)的電流均為 I，方向如圖 9-7 所示a、b 和 c 三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等將 a、b 和 c 處的磁感應(yīng)強(qiáng)圖 9-7度大小分別記為 B1、B2和B3，下列說(shuō)法正確的是( )AB1B2B3BB1B2B3Ca 和 b 處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，c 處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里Da 處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，b 和 c 處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里解析：由于通過(guò)三條導(dǎo)線的電流大小相等，結(jié)合右手定則可判斷出三條導(dǎo)線在a、b 處產(chǎn)生的的合磁

10、感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，在c 處垂直紙面向里，且B1B2B3，故選項(xiàng)AC 正確答案：AC5(2013 年北京卷)如圖 9-8 所示，兩平行金屬板間距為 d，電勢(shì)差為 U，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)帶電量為q、質(zhì)量為 m 的粒子，由靜止開始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后射出，并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)忽略重力的影響，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) E 的大小(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度 v的大小(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 R.圖 9-86(2013 年山東卷)如圖 9-9 所示，在坐標(biāo)系 xOy 的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于 xOy 面向

11、里；第四象限內(nèi)有沿 y 軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 E.一質(zhì)量為 m、帶電量為q 的粒子自 y 軸的 P 點(diǎn)沿 x 軸正方向射入第四象限，經(jīng) x 軸上的 Q 點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)已知 OPd，OQ2d，不計(jì)粒子重力(1)求粒子過(guò) Q 點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值 B0，粒子將以垂直 y 軸的方向進(jìn)入第二象限，求 B0.圖 9-9(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò) Q 點(diǎn)，且速度與第一次過(guò) Q 點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò) Q 點(diǎn)所用的時(shí)間解：(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0，加速度的大小為a，粒子的初

12、速度為v0，過(guò)Q 點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，沿y 軸方向分速度的大小為vy，速度與x 軸正方向間的夾角為，由牛頓第二定律得qEma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得(2)設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，粒子在第一象限的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖53 所示，O1 為圓心，由幾何關(guān)系可知 O1OQ 為等腰直角三角形，得圖53(3)設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2，由幾何分析(粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖54 所示，O2、O2是粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，Q、F、G、H 是軌跡與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，連接O2、O2，由幾何關(guān)系知，O2FGO2和O2QHO2均為矩形，進(jìn)而知FQ、GH 均為直徑，QFGH 也是矩形，又FHGQ，可知QFGH 是正方形，QOF 為等腰直角

13、三角形)可知，粒子在第一、第三象限的軌跡均為半圓，得2R2圖 542 2d 粒子在第二、第四象限的軌跡為長(zhǎng)度相等的線段，得FGHQ2R2設(shè)粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò) Q 點(diǎn)所用的時(shí)間為 t，則有tFGHQ2R2v聯(lián)立得7(2013 年天津卷)一圓筒的橫截面如圖 9-10 所示，其圓心為 O.筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.圓筒下面有相距為 d 的平行金屬板M、N，其中 M 板帶正電荷，N 板帶等量負(fù)電荷質(zhì)量為m、電荷量為 q 的帶正電粒子自 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放，經(jīng) N 板的小孔 S 以速度 v 沿半徑 SO 方向射入磁場(chǎng)中，粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從 S 孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過(guò)程中沒有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的情況下，求：(1)M、N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小(2)圓筒的半徑 R.圖 9-10qU mv2 2 3粒子仍從 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放粒子自進(jìn)入圓筒至從 S 孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù) n.解：(1)設(shè)兩極板間的電壓為 U，由動(dòng)能定理得12由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得UEd聯(lián)立上式可得Emv22qd.(3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，僅將