全國通用版2018高考物理大一輪復習第九章磁場磁場專項練習課件

1、磁場磁場專項練習專項練習易錯排查練易錯排查練1.1.如圖所示如圖所示, ,用絕緣絲線懸掛著的環(huán)形導體用絕緣絲線懸掛著的環(huán)形導體, ,位于與其所在平面垂直且向右位于與其所在平面垂直且向右的勻強磁場中的勻強磁場中, ,若環(huán)形導體通有圖示方向的電流若環(huán)形導體通有圖示方向的電流I,I,則環(huán)形導體的運動情況則環(huán)形導體的運動情況是是( ( ) )B BA.A.向右偏轉(zhuǎn)向右偏轉(zhuǎn)B.B.靜止靜止C.C.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動D.D.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動從上向下看順時針轉(zhuǎn)動解析解析: :利用左手定則判斷利用左手定則判斷. .可將環(huán)形導體等分為若干段可將環(huán)形導體等分為若干段, ,每小段通電導體所

2、每小段通電導體所受安培力均指向圓心受安培力均指向圓心. .由對稱性可知由對稱性可知, ,這些安培力均為成對的平衡力這些安培力均為成對的平衡力. .故該故該環(huán)形導體將保持原來的靜止狀態(tài)環(huán)形導體將保持原來的靜止狀態(tài). .易錯總結(jié)易錯總結(jié): :誤將勻強磁場等效于條形磁鐵的磁場誤將勻強磁場等效于條形磁鐵的磁場, ,在這種磁場中分析通電線在這種磁場中分析通電線圈受力的問題時圈受力的問題時, ,不能用等效磁極的辦法不能用等效磁極的辦法, ,因為它不符合實際情況因為它不符合實際情況. .而必須運而必須運用左手定則分析出安培力合力的方向后用左手定則分析出安培力合力的方向后, ,再確定其運動狀態(tài)變化情況再確定其

3、運動狀態(tài)變化情況. .AD AD A.A.動能增加的是氚核動能增加的是氚核B.B.動能增加的是氕核動能增加的是氕核C.C.偏向正極板的是氚核偏向正極板的是氚核 D.D.偏向正極板的是氕核偏向正極板的是氕核易錯總結(jié)易錯總結(jié): :速度選擇器選擇的是速度速度選擇器選擇的是速度, ,與其他因素無關與其他因素無關, ,洛倫茲力不做功洛倫茲力不做功, ,但但可以使帶電粒子偏轉(zhuǎn)可以使帶電粒子偏轉(zhuǎn), ,使電場力對帶電粒子做功使電場力對帶電粒子做功. .3.3.均勻分布著等量異種電荷的半徑相等的半圓形絕緣桿被正對著固定均勻分布著等量異種電荷的半徑相等的半圓形絕緣桿被正對著固定在同一平面上在同一平面上, ,如圖所

4、示如圖所示.AB.AB是兩種絕緣桿所在圓圓心連線的中垂線而是兩種絕緣桿所在圓圓心連線的中垂線而且與二者共面且與二者共面, ,該平面與紙面平行該平面與紙面平行, ,有一磁場方向垂直于紙面有一磁場方向垂直于紙面, ,一帶電粒一帶電粒子子( (重力不計重力不計) )以初速度以初速度v v0 0一直沿直線一直沿直線ABAB運動運動. .則則( ( ) )A.A.磁場是勻強磁場磁場是勻強磁場B.B.磁場是非勻強磁場磁場是非勻強磁場C.C.帶電粒子做勻變速直線運動帶電粒子做勻變速直線運動D.D.帶電粒子做變加速運動帶電粒子做變加速運動B B解析解析: :由對稱性知直線由對稱性知直線ABAB上的電場方向與上

5、的電場方向與ABAB垂直垂直, ,又由兩絕緣桿的形狀及又由兩絕緣桿的形狀及庫侖定律知庫侖定律知ABAB上的電場并非處處相等上的電場并非處處相等. .在在ABAB上的每一點上的每一點, ,由平衡條件知由平衡條件知qE=qvBqE=qvB, ,故知磁場為非勻強磁場故知磁場為非勻強磁場, ,帶電粒子做勻速直線運動帶電粒子做勻速直線運動. .故選項故選項B B正確正確. .易錯總結(jié)易錯總結(jié): :在洛倫茲力參與下的直線運動是勻速直線運動在洛倫茲力參與下的直線運動是勻速直線運動, ,因此合力為零因此合力為零, ,即電場力和洛倫茲力等大反向即電場力和洛倫茲力等大反向, ,由于分析不出直線由于分析不出直線AB

6、AB上電場強度的特點上電場強度的特點, ,因此不能正確獲得磁場的分布特點因此不能正確獲得磁場的分布特點. .4 4.(2016.(2016吉林長春調(diào)研吉林長春調(diào)研)()(多選多選) ) 如圖所示如圖所示, ,一個絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細一個絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細圓管固定于豎直平面內(nèi)圓管固定于豎直平面內(nèi), ,半徑為半徑為R(R(比細圓管的內(nèi)徑大得多比細圓管的內(nèi)徑大得多).).在圓管的最低在圓管的最低點有一個直徑略小于細圓管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止狀態(tài)點有一個直徑略小于細圓管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止狀態(tài), ,小球的質(zhì)量小球的質(zhì)量為為m,m,帶電荷量為帶電荷量為q,q,重力加速度為重力加速度為g.g.

7、空間存在一磁感應強度大小未知空間存在一磁感應強度大小未知( (不為不為零零),),方向垂直于環(huán)形細圓管所在平面向里的勻強磁場方向垂直于環(huán)形細圓管所在平面向里的勻強磁場. .某時刻某時刻, ,給小球一給小球一方向水平向右、大小為方向水平向右、大小為v v0 0= = 的初速度的初速度, ,則以下判斷正確的是則以下判斷正確的是( ( ) )BCBCA.A.無論磁感應強度大小如何無論磁感應強度大小如何, ,獲得初速度后的瞬間獲得初速度后的瞬間, ,小球在最低點一定受到管壁的彈力作用小球在最低點一定受到管壁的彈力作用B.B.無論磁感應強度大小如何無論磁感應強度大小如何, ,小球一定能到達環(huán)形小球一定能

8、到達環(huán)形細圓管的最高點細圓管的最高點, ,且在最高點一定受到管壁的彈力作用且在最高點一定受到管壁的彈力作用C.C.無論磁感應強度大小如何無論磁感應強度大小如何, ,小球一定能到達環(huán)形細圓管的最高點小球一定能到達環(huán)形細圓管的最高點, ,且到且到達最高點時的速度大小都相同達最高點時的速度大小都相同D.D.小球從環(huán)形細圓管的最低點運動到所能到達的最高點的過程中小球從環(huán)形細圓管的最低點運動到所能到達的最高點的過程中, ,水平方水平方向分速度的大小一直減小向分速度的大小一直減小5gR易錯總結(jié)易錯總結(jié): :由于受思維定勢的影響由于受思維定勢的影響, ,誤認為在最低點小球一定受管壁的彈誤認為在最低點小球一定

9、受管壁的彈力作用力作用. .5.5.如圖所示如圖所示, ,在第在第象限內(nèi)有水平向右的勻強電場象限內(nèi)有水平向右的勻強電場, ,電場強度為電場強度為E,E,在第在第,象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強磁場象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強磁場, ,磁感應強度大小相等磁感應強度大小相等. .有一有一個帶電粒子以垂直于個帶電粒子以垂直于x x軸的初速度軸的初速度v v0 0從從x x軸上的軸上的P P點進入勻強電場中點進入勻強電場中, ,并且并且恰好與恰好與y y軸的正方向成軸的正方向成4545角進入磁場角進入磁場, ,又恰好垂直進入第又恰好垂直進入第象限的磁場象限的磁場. .已知已知OPOP之間的距離為之間的距

10、離為d,d,則帶電粒子在磁場中第二次經(jīng)過則帶電粒子在磁場中第二次經(jīng)過x x軸時軸時, ,在電場和在電場和磁場中運動的總時間為磁場中運動的總時間為( ( ) )D D易錯總結(jié)易錯總結(jié): :帶電粒子在勻強磁場中的速度易錯用成帶電粒子在勻強磁場中的速度易錯用成v v0 0. .6.6.如圖所示如圖所示, ,空間存在勻強電場和勻強磁場空間存在勻強電場和勻強磁場, ,電場方向為電場方向為y y軸正方向軸正方向, ,磁場磁場方向垂直于方向垂直于xOyxOy平面平面( (紙面紙面) )向外向外, ,電場和磁場都可以隨意加上或撤除電場和磁場都可以隨意加上或撤除, ,重新重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣加上的

11、電場或磁場與撤除前的一樣. .一帶正電荷的粒子從一帶正電荷的粒子從P(0,h)P(0,h)點以一定點以一定的速度平行于的速度平行于x x軸正向入射軸正向入射. .這時若只有磁場這時若只有磁場, ,粒子將做半徑為粒子將做半徑為R R0 0的圓周運的圓周運動動; ;若同時存在電場和磁場若同時存在電場和磁場, ,粒子恰好做直線運動粒子恰好做直線運動. .現(xiàn)在只加電場現(xiàn)在只加電場, ,當粒子當粒子從從P P點運動到點運動到x=Rx=R0 0平面平面( (圖中虛線所示圖中虛線所示) )時時, ,立即撤除電場同時加上磁場立即撤除電場同時加上磁場, ,粒粒子繼續(xù)運動子繼續(xù)運動, ,其軌跡與其軌跡與x x軸交

12、于軸交于M M點點, ,不計重力不計重力, ,求求: :(1)(1)粒子到達粒子到達x=Rx=R0 0平面時的速度方向與平面時的速度方向與x x軸的夾角以及粒子到軸的夾角以及粒子到x x軸的距離軸的距離; ;(2)M(2)M點的橫坐標點的橫坐標x xM M. .易錯總結(jié)易錯總結(jié): :電場和磁場共存時粒子做勻速直線運動電場和磁場共存時粒子做勻速直線運動, ,只有電場時粒子做類只有電場時粒子做類平拋運動平拋運動, ,只有磁場時粒子做勻速圓周運動只有磁場時粒子做勻速圓周運動, ,此題的關鍵在于類平拋運動此題的關鍵在于類平拋運動的研究及幾何關系的應用的研究及幾何關系的應用. .7.7.如圖如圖( (甲

13、甲) )所示所示, ,在真空中在真空中, ,有一半徑為有一半徑為R R的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場, ,磁磁場方向垂直紙面向外場方向垂直紙面向外. .在磁場右側(cè)有一對平行金屬板在磁場右側(cè)有一對平行金屬板M M和和N,N,兩板間距為兩板間距為R,R,板長為板長為2R,2R,板間的中心線板間的中心線O O1 1O O2 2與磁場的圓心與磁場的圓心O O在同一直線上在同一直線上. .有一電荷量為有一電荷量為q q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m的帶正電的粒子以速度的帶正電的粒子以速度v v0 0從圓周上的從圓周上的a a點沿垂直于半徑點沿垂直于半徑OOOO1 1并并指向圓心指向圓心O O的

14、方向進入磁場的方向進入磁場, ,當從圓周上的當從圓周上的O O1 1點水平飛出磁場時點水平飛出磁場時, ,給給M,NM,N兩兩板加上如圖板加上如圖( (乙乙) )所示的電壓所示的電壓, ,最后粒子剛好以平行于最后粒子剛好以平行于N N板的速度從板的速度從N N板的邊板的邊緣飛出緣飛出.(.(不計粒子所受到的重力、兩板正對面之間為勻強電場不計粒子所受到的重力、兩板正對面之間為勻強電場, ,邊緣電場邊緣電場不計不計) )(1)(1)求磁場的磁感應強度求磁場的磁感應強度B;B;(2)(2)求交變電壓的周期求交變電壓的周期T T和電壓和電壓U U0 0的值的值; ;(3)(3)當當t= t= 時時,

15、,該粒子從該粒子從M,NM,N板右側(cè)沿板的中心線仍以速度板右側(cè)沿板的中心線仍以速度v v0 0射入射入M,NM,N之之間間, ,求粒子從磁場中射出的點到求粒子從磁場中射出的點到a a點的距離點的距離. .2T答案：答案：(3)2R(3)2R易錯總結(jié)易錯總結(jié): :帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)的運動是類平拋運動帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)的運動是類平拋運動, ,解此類題目解此類題目的關鍵是將運動分解成兩個簡單的直線運動的關鍵是將運動分解成兩個簡單的直線運動, ,題中沿電場方向的分運動就題中沿電場方向的分運動就是是“受周期性變化的力作用下的加速運動受周期性變化的力作用下的加速運動”. .熱點強化練熱點強化練

16、熱點一導體棒的平衡與運動熱點一導體棒的平衡與運動ADAD1 1.(.(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,兩根光滑金屬導軌平行放置兩根光滑金屬導軌平行放置, ,導軌所在平面與水平面導軌所在平面與水平面間的夾角為間的夾角為.質(zhì)量為質(zhì)量為m m、長為、長為L L的金屬桿的金屬桿abab垂直導軌放置垂直導軌放置, ,整個裝置處于整個裝置處于垂直垂直abab方向的勻強磁場中方向的勻強磁場中, ,當金屬桿當金屬桿abab中通有從中通有從a a到到b b的恒定電流的恒定電流I I時時, ,金屬金屬桿桿abab保持靜止保持靜止. .則磁感應強度的方向和大小可能為則磁感應強度的方向和大小可能為( ( ) )

17、2.2.如圖所示如圖所示,“ ”,“ ”形硬質(zhì)導線形硬質(zhì)導線abab, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m,m,橫向長度為橫向長度為L.L.處在水處在水平方向的勻強磁場中平方向的勻強磁場中, ,磁感應強度為磁感應強度為B,B,方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里. .下端分別插在下端分別插在兩只水銀槽里兩只水銀槽里, ,插入水銀中的深度都是插入水銀中的深度都是hh, ,兩水銀槽通過導線與電源連接兩水銀槽通過導線與電源連接, ,如圖所示如圖所示. .開關開關S S閉合瞬間導線跳起閉合瞬間導線跳起, ,導線的下端離開水銀面的高度為導線的下端離開水銀面的高度為h.h.求求閉合開關閉合開關S S后通過導線的電荷量后通過導線

18、的電荷量. .答案答案: : 2mghBL3 3.(2016.(2016海南?？谡{(diào)研海南?？谡{(diào)研)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,在正方形區(qū)域在正方形區(qū)域abcdabcd內(nèi)有沿水內(nèi)有沿水平方向、垂直紙面向里的勻強磁場平方向、垂直紙面向里的勻強磁場, ,一個帶電荷量為一個帶電荷量為q q的離子垂直于直線的離子垂直于直線EFEF自自O O點沿箭頭方向射出點沿箭頭方向射出. .當離子運動到當離子運動到F F點時點時, ,突然吸收了若干個電子突然吸收了若干個電子, ,接接著沿另一圓軌道運動到著沿另一圓軌道運動到E E點點. .已知已知OF=OE,OF=OE,電子的電荷量為電子的電荷量為e,e

19、,離子吸收電子離子吸收電子時不影響離子的速度時不影響離子的速度, ,電子質(zhì)量不計電子質(zhì)量不計. .下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) ) BDBD熱點二帶電粒子在磁場中的圓周運動熱點二帶電粒子在磁場中的圓周運動4 4.(2016.(2016遼寧大連模擬遼寧大連模擬)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,在一半徑為在一半徑為r r的圓形區(qū)域內(nèi)有的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場垂直紙面向里的勻強磁場, ,磁感應強度為磁感應強度為B,abB,ab為一直徑為一直徑, ,在磁場的邊界上在磁場的邊界上b b點處放置一個粒子源點處放置一個粒子源, ,可以向磁場內(nèi)的各個方向發(fā)射質(zhì)量均為可以向磁

20、場內(nèi)的各個方向發(fā)射質(zhì)量均為m m和電荷量和電荷量均為均為q(qq(q0)0)的粒子的粒子, ,粒子進入磁場的速度大小均相同粒子進入磁場的速度大小均相同, ,發(fā)現(xiàn)圓形磁場邊界發(fā)現(xiàn)圓形磁場邊界上有六分之一的區(qū)域有粒子射出上有六分之一的區(qū)域有粒子射出. .則下列說法正確的是則下列說法正確的是( ( ) ) BCBC5 5.(2016.(2016吉林調(diào)研吉林調(diào)研) )如圖所示如圖所示, ,在屏蔽裝置底部中心位置在屏蔽裝置底部中心位置O O點放一醫(yī)用放射點放一醫(yī)用放射源源, ,可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v=3.2v=3.210106 6 m/s m/s的的粒子粒

21、子. .已知已知屏蔽裝置寬屏蔽裝置寬AB=9 cmAB=9 cm、縫長、縫長AD=18 cm,AD=18 cm,粒子的質(zhì)量粒子的質(zhì)量m=6.64m=6.641010-27-27 kg, kg,電荷電荷量量q=3.2q=3.21010-19-19 C. C.若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射, ,磁感應強度磁感應強度B=0.332 T,B=0.332 T,方向垂直于紙面向里方向垂直于紙面向里, ,整個裝置放于真空環(huán)境中整個裝置放于真空環(huán)境中. .(1)(1)若所有的若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側(cè)穿出粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)

22、的右側(cè)穿出, ,則磁場的寬度至則磁場的寬度至少是多少少是多少? ?答案答案: : (1)0.34 m (1)0.34 m(2)(2)若條形磁場的寬度若條形磁場的寬度d=20 cm,d=20 cm,則射出屏蔽裝置的則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少最長時間和最短時間各是多少?(?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) )答案答案: : (2)2.0 (2)2.01010-7-7 s s6.56.51010-8-8 s s熱點三帶電粒子在復合場中的運動熱點三帶電粒子在復合場中的運動6.6.質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場. .如圖所示為質(zhì)譜儀如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖的原理圖. .設想有一個靜止的質(zhì)量為設想有一個靜止的質(zhì)量為m m、帶電荷量為、帶電荷量為q q的帶電粒子的帶電粒子(