優(yōu)化2016屆高三物理專版一輪復習配套課件檢測第八章磁場

第二節(jié) 磁場對運動電荷的作用-2-—二0qvB0運動的反方向B、v永不做功-3-—二2.當v⊥B

時,所受洛倫茲力提供向心力,粒子做勻速圓周運動,公式表達為二、帶電粒子在勻強磁場中的運動若運動電荷在勻強磁場中除受洛倫茲力外,其他力均忽略不計,則其運動有如下兩種基本形式:1.當v∥B

時,所受洛倫茲力為零

,粒子做勻速直線運動。qvB=m??2

??????;軌道半徑和周期分別為

R=

????

,T=

。2π??

????

-4-考點一考點二考點三考點一洛倫茲力的分析和計算洛倫茲力方向的特點洛倫茲力的方向與電荷運動的方向和磁場方向都垂直,即洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷速度方向和磁場方向確定的平面。當電荷運動方向發(fā)生變化時,所受洛倫茲力的方向也隨之變化。用左手定則判定負電荷在磁場中運動所受的洛倫茲力時,要注意將四指指向電荷運動的反方向。2.洛倫茲力大小的特點根據F洛=qvBsin

α

可知洛倫茲力受電荷量、速率、磁感應強度以及速度方向和磁感應強度方向上的夾角α

這四個因素的影響,只要有一個因素發(fā)生變化,則洛倫茲力發(fā)生變化,這一點在變速問題的動態(tài)分析中很重要。-5-考點一考點二考點三關閉由題意可知,O

為M、N

連線中點,連線上a、b

兩點關于O

點對稱。導線中均通有大小相等、方向向上的電流。再根據長直導線在周圍某點產生的磁場的磁感應強度B=k

??,式中??k

是常數,I

是導線中電流,r

為點到導線的距離?？傻肙

點磁感應強度為零,以O

點沿OM向左磁場向里增大,以O

點沿ON

向右磁場向外增大。因此帶正電的小球以初速度v0

從a點出發(fā)沿連線運動到b

點的過程中,小球所受洛倫茲力先向上減小,再向下增大,且豎直方向上,重力、桌面對小球的支持力以及洛倫茲力始終平衡,因此選項B、D

正確。答案解析關閉BD-6-考點一考點二考點三①提示:根據題中給出的直導線周圍磁感應強度公式和磁感應強度的疊加規(guī)律可得ab

連線上磁感應強度的強弱和方向。②提示:小球在運動過程中受重力、支持力、洛倫茲力,只有重力是恒力,要注意變力的變化情況及對小球做功情況。-7-考點一考點二考點三-8-考點一考點二考點三做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負功,也可能不做功力F

為零時場的情況F

為零,B

不一定為零F

為零,E

一定為零作用效果只改變電荷運動的速度方向,不改變速度大小既可以改變電荷運動的速度大小,也可以改變速度的方向-9-考點一考點二考點三考點二涉及洛倫茲力的一般力學問題涉及洛倫茲力的一般力學問題(尤其是帶電粒子在有束縛條件的環(huán)境下的運動問題)一般受力復雜、運動過程多變,在高考試題中通常以選擇或計算題形式呈現,能較好地考查學生的綜合分析能力。對于帶電粒子在復合場中有約束情況下的運動,要具體問題具體分析,切忌想當然。-10-考點一考點二考點三-11-考點一考點二考點三-12-考點一

考點二

考點三2解析:(1)設A

經電場第1

次加速后速度為v1,由動能定理得qU=1

????12

-0①A

在磁場中做勻速圓周運動,所受洛倫茲力充當向心力1

1qv

B

=????12??

②由①②得B1=1

?2????。③??

??(2)設A

經n

次加速后的速度為vn,由動能定理得2nqU=1

??????

2-0④設A

做第n

次圓周運動的周期為Tn,有Tn=2π??⑤????設在A

運動第n

周的時間內電場力做功為Wn,則Wn=qU⑥在該段時間內電場力做功的平均功率為????

=

????⑦????由④⑤⑥⑦解得????

=????

???????。⑧π??

2??-13-考點一

考點二

考點三(3)題圖A

能定性地反映A、B

運動的軌跡。A

經過n

次加速后,設其對應的磁感應強度為Bn,A、B

的周期分別為Tn、T',綜合②⑤式并分別應用A、B

的數據得Tn=2π????????T'=2π??

=

????????????

??由上可知,Tn

是T'的k

倍,所以A

每繞行1

周,B

就繞行k

周。由于電場只在A

通過時存在,故B

僅在與A

同時進入電場時才被加速。

經n

次加速后,A、B

的速度分別為vn

和vn',考慮到④式vn=?2????????vn'=?2????????

=

√??

vn??由題設條件并考慮到⑤式,對A

有Tnvn=2πR設B

的軌跡半徑為R',有T'vn'=2πR'比較上述兩式得R'=??√??上式表明,運動過程中B

的軌跡半徑始終不變。由以上分析可知,兩粒子運動的軌跡如題圖A

所示。-14-考點一考點二考點三答案:(1)1?2??????

??(2)?????????π??

2??(3)A

圖,理由見解析-15-考點一考點二考點三①提示:粒子加速后在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,結合動能定理求得B1。②提示:第n

周過程中電場力做的功與第n

周所用時間的比值即為第n

周時間內電場力做功的平均功率。③提示:定量計算A、B粒子運動周期和半徑,通過分析二者在時間和空間上的關系可求得結果。-16-考點一考點二考點三-17-考點一考點二考點三關閉僅在重力場中時,物塊由A

點至D

點的過程中,由動能定理得mgh-μmgs1cos

α-μs2mg=0,即

h-μs1cos

α-μs2=0,由題意知A點距水平面的高度h、物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數

μ、斜面傾角α、斜面長度s1

為定值,所以s2

與重力的大小無關,而在ABC

所在空間加豎直向下的勻強電場后,相當于把重力增大了,s2不變,D'點一定與D

點重合,選項B

正確;在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場后,洛倫茲力垂直于接觸面向上,正壓力變小,摩擦力變小,重力做的功不變,所以D″點一定在D

點右側,選項C

正確。答案解析關閉BC-18-考點一考點二考點三-19-考點一考點二考點三-20-考點一考點二考點三-21-考點一考點二考點三-22-考點一考點二考點三3.粒子軌跡圓與邊界相切時,粒子處于能否射出邊界的臨界狀態(tài),據此可求出粒子圓周運動的臨界半徑,進而得到臨界狀態(tài)下的臨界速度大小。-23-考點一考點二考點三-24-考點一考點二考點三-25-考點一考點二考點三答案:(1)0.34

m

(2)2.0×10-7

s

6.5×10-8

s-26-考點一考點二考點三①提示:沿著OD

方向射入磁場的α

粒子最容易通過磁場隔離區(qū),若保證此方向的α

粒子不能從磁場隔離區(qū)右側射出,則所有α

粒子均不能從磁場隔離區(qū)右側射出。②提示:首先需要計算出α

粒子在磁場中運動的半徑,然后結合給定的條形磁場的寬度來尋找?guī)缀侮P系,最終確定在磁場中運動的最長時間和最短時間的α

粒子的射入方向和運動軌跡,最終求得對應時間。-27-考點一考點二考點三-28-1

2

3關閉答案解析關閉D-29-1

2

3關閉設鋁板上方和下方的磁感應強度為B1

和B2,由題意可知,粒子在鋁板上方與下方的運動半1

2

k1

k2徑和動能之比分別為

r

∶r

=2∶1,E

∶E

=2∶1,????k????

122又

r=

,E

= mv

,?2????k????1可得

B=

,故

B

∶B2=√2∶2,選項D

正確。答案解析關閉D-30-關閉????????

??帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,其半徑

r=

????

=

,已知兩粒子動量相等,且

ra>rb故一定有qa<qb,故選項A

正確;僅由動量、半徑的關系不能確定質量的關系,故選項B

錯????誤;由周期公式T=2π??可知:僅由動量、半徑的關系,無法確定兩粒子做圓周運動周期的關????

??

??系,故C

錯誤;根據半徑公式r=????

,得比荷??

=????,僅由半徑的關系,無法確定兩粒子荷質比的關系,故選項D

錯誤。答案解析關閉A1

2

33.(2014·北京理綜,16)帶電粒子

a