2016高考物理備考課件倒數(shù)第六天

專題2逐點排查

一個不漏第二部分

考前靜悟篇倒數(shù)第六天

磁

場磁感線：用來形象描述磁場各點磁場強弱和方向的假想曲線；磁感線各點切線方向、該點磁場方向和放入該點小磁針靜止時N極指向相同；磁感線疏密與磁場強弱相對應，磁感線是封閉曲線，兩條磁感線不會相交．電流周圍磁場的分布①直線電流：磁感線是一些以導線上各點為圓心，在垂直導線的平面上大小不同的同心圓，離導線越近磁感線越密，離導線越遠磁感線越疏．②環(huán)形電流：磁感線是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線．在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線與環(huán)形導線的平面垂直．③通電螺線管：磁感線與條形磁鐵的磁場相似，在螺線管內部磁感線從S極到N極，在螺線管外部磁感線從N極到S極．④電流周圍磁場的判斷方法：安培定則(右手螺旋定則).考點39考點40安培力、安培力的方向(Ⅰ)勻強磁場中的安培力(Ⅱ)安培力：磁場對電流的作用，F(xiàn)＝BILsinα，式中α是電流方向與磁場方向的夾角，L為導線的有效長度．閉合通電線圈在勻強磁場中所受的安培力的矢量和為零．①左手定則判斷安培力的方向：伸開左手，使大姆指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內．把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么大姆指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向．②安培力的特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I所決定的平面．安培力做正功，電能轉化為機械能(電動機原理)；安培力做負功(或克服安培力做功)，機械能或其他形式的能量轉化為電能(發(fā)電機原理)．考點41洛倫茲力、洛倫茲力的方向(Ⅰ)考點42

洛倫茲力公式(Ⅱ)洛倫茲力是磁場對運動電荷的作用力，當v//B時，F(xiàn)＝0；當v⊥B時，F(xiàn)＝qvB.洛倫茲力垂直于B與v所決定的平面，方向判定利用左手定則．由于F垂直于v，故洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛倫茲力對帶電粒子不做功．考點43帶電粒子在勻強磁場中的運動(Ⅱ)考點44

質譜儀和回旋加速器(Ⅰ)(1)帶電粒子的運動規(guī)律向心力由洛倫茲力提供：qvB＝m

；v若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，則帶電粒子做勻速直線運動．若帶電粒子垂直進入勻強磁場，則做勻速圓周運動．2rmv2πm軌道半徑r＝

qB

，周期T＝

qB

.(2)帶電粒子做圓周運動問題①圓心確定：因洛倫茲力指向圓心且與運動速度方向垂直，畫出粒子運動軌跡中任意兩點洛倫茲力的方向，其延長線的交點即為圓心．②半徑確定：一般是利用幾何知識，解三角形方法求解．③時間確定：利用圓心角與弦切角的關系計算圓心角大小，由t＝

θ

T可求得帶電粒子在磁場中運動時間．360°(3)質譜儀是測量同位素質量及含量百分比的儀器．一束帶電離子通過質譜儀電場和磁場后，比荷不同的便被分開，如圖1所進入同一磁場時，r∝來測量比荷．示．由動能定理得：v＝2mU2qU，r＝mvm

qB＝

qB2，m

，且U、B、r能直接測量，因此可用此裝置q圖1(4)回旋加速器中交變電壓的周期等于粒子在磁場中運動的周期，粒子獲得的最大動能由磁感應強度和D形盒的半徑確定．考點精練1.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖2所示，它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和交變電源相連接，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，某一帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復被加速，當達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出.下列說法正確的是(

)圖2，與高頻電源的電壓無關，與磁感應強度有關，磁感應強度越大，粒子出來時的動能越大，故C、D錯誤.答案

Bv2qBR根據(jù)qvB＝m

R

得，粒子出D形盒時的速度vm＝

m

，則粒子1出D形盒時的動能Ekm＝

2mv2＝mq2B2R22m2.質量為m、帶電量為q的小球，從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中，其磁感應強度為B，如圖3所示.若帶電小球下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是( )A.小球帶正電圖3B.小球在斜面上運動時做勻加速直線運動C.小球在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動D.小球在斜面上下滑過程中，當小球對斜面壓力為零時的速率為mgcos

θBq3.如圖4所示，把一重力不計可自由運動的通電直導線AB水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，當通以圖示方向的電流時，導線的運動情況是(從上往下看)()A.順時針方向轉動，同時下降

B.逆時針方向轉動，同時下降

C.順時針方向轉動，同時上升

D.逆時針方向轉動，同時上升圖4解析

根據(jù)題圖所示的導線所在處的特殊位置判斷其轉動情況.將導線從N、S極的中間分成兩段，左、右段所在處的磁場方向如(1)圖所示，由左手定則可得左段受安培力的方向垂直紙面向外，右段受安培力的方向垂直紙面向里，從上往下看，導線將繞O點沿逆時針方向轉動.再根據(jù)導線轉過90°時的特殊位置判斷其上下運動情況.如(2)圖所示，導線此時受安培力方向豎直向下，導線將向下運動.由上述兩個特殊位置的判斷可知，當導線不在上述的特殊位置時，所受安培力使導線逆時針轉動的同時還要向下運動.答案B4.如圖5所示，在一矩形區(qū)域內，不加磁場時，不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過此區(qū)域的時間為t.若加上磁感應強度為B、垂直紙面向外的勻強磁場，帶電粒子仍以原來的初速度入射，粒子飛出磁場時偏離原方向60°，利用以上數(shù)據(jù)求：帶電粒子的比荷及帶電粒子在磁場中運動的周期.解析

由帶電粒子在磁場中運動的偏轉角可知，帶電粒子運動軌跡所對的圓心角為60°，因此由幾何關系得磁場寬度L＝Rsin

60°圖5v0

2又未加磁場時有L＝v0t，又由qv0B＝m

R所以可求得比荷m＝q

sin

60°

3Bt

＝2Bt＝4

3πt得

T＝2πm

2πtqB

＝sin

60°

3.答案

3

4

3πt

2Bt

35.如圖6甲所示，在光滑絕緣的水平桌面上建立一xOy坐標系，平面處在周期性變化的電場和磁場中，電場和磁場的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定沿＋y方向為電場強度的正方向，豎直向下為磁感應強度的正方向).在t＝0時刻，一質量為10

g、電荷量為0.1

C的帶正電金屬小球(重力不計)自坐標原點O處，以v0＝2m/s的速度沿x軸正方向射出.已知E0＝0.2

N/C、B0＝0.2π

T.求：圖6(1)t＝1

s末速度的大小和方向；1～2

s內，金屬小球在磁場中做圓周運動的半徑和周期；在給定的坐標系中，大體畫出小球在0到6

s內運動的軌跡示意圖6

s內金屬小球運動至離x軸最遠點的位置坐標.解析

(1)在0～1 s內，金屬小球在電場力作用下，在x軸方向上做勻速運動vx＝v0yy

軸方向做勻加速運動v

＝qE0mt11

s

末粒子的速度

v1＝

vx

2＋vy

2＝22

m/s1vy設

v

與

x

軸正方向的夾角為

α，則

tan

α＝vx，α＝45°.(2)在

1～2

s

內，粒子在磁場中做圓周運動，由牛頓第二定律mv1

2

mv12qv1B0＝

R1

得

R1＝qB0

＝

π

mqB0

＝粒子做圓周運動的周期

T＝2πm

1s.(3)粒子運動軌跡如圖所示(4)5s末粒子的坐標為x＝v0t＝6

m2y＝1at2＝9

my此時粒子y

軸方向的速度：v

′＝0qE

tm＝6m/s合速度大小為v＝

v2＋v

′2＝20

y10

m/s第6

s

內粒子做圓周運動的半徑r＝mv＝qB0

π10

m帶電粒子在第6

s

內做圓周運動的軌跡如圖所示vsin

θ＝vy′＝26

＝3

1010

10第6

s

內粒子運動至離x

軸最遠點的橫坐標為