高考物理大一轮复习 第九章 磁场《磁场》专项练习课件.ppt

磁场 专项练习 易错排查练 1 如图所示 用绝缘丝线悬挂着的环形导体 位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中 若环形导体通有图示方向的电流i 则环形导体的运动情况是 b a 向右偏转b 静止c 从上向下看逆时针转动d 从上向下看顺时针转动 解析 利用左手定则判断 可将环形导体等分为若干段 每小段通电导体所受安培力均指向圆心 由对称性可知 这些安培力均为成对的平衡力 故该环形导体将保持原来的静止状态 易错总结 误将匀强磁场等效于条形磁铁的磁场 在这种磁场中分析通电线圈受力的问题时 不能用等效磁极的办法 因为它不符合实际情况 而必须运用左手定则分析出安培力合力的方向后 再确定其运动状态变化情况 ad a 动能增加的是氚核b 动能增加的是氕核c 偏向正极板的是氚核d 偏向正极板的是氕核 易错总结 速度选择器选择的是速度 与其他因素无关 洛伦兹力不做功 但可以使带电粒子偏转 使电场力对带电粒子做功 3 均匀分布着等量异种电荷的半径相等的半圆形绝缘杆被正对着固定在同一平面上 如图所示 ab是两种绝缘杆所在圆圆心连线的中垂线而且与二者共面 该平面与纸面平行 有一磁场方向垂直于纸面 一带电粒子 重力不计 以初速度v0一直沿直线ab运动 则 a 磁场是匀强磁场b 磁场是非匀强磁场c 带电粒子做匀变速直线运动d 带电粒子做变加速运动 b 解析 由对称性知直线ab上的电场方向与ab垂直 又由两绝缘杆的形状及库仑定律知ab上的电场并非处处相等 在ab上的每一点 由平衡条件知qe qvb 故知磁场为非匀强磁场 带电粒子做匀速直线运动 故选项b正确 易错总结 在洛伦兹力参与下的直线运动是匀速直线运动 因此合力为零 即电场力和洛伦兹力等大反向 由于分析不出直线ab上电场强度的特点 因此不能正确获得磁场的分布特点 4 2016 吉林长春调研 多选 如图所示 一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管固定于竖直平面内 半径为r 比细圆管的内径大得多 在圆管的最低点有一个直径略小于细圆管内径的带正电小球处于静止状态 小球的质量为m 带电荷量为q 重力加速度为g 空间存在一磁感应强度大小未知 不为零 方向垂直于环形细圆管所在平面向里的匀强磁场 某时刻 给小球一方向水平向右 大小为v0 的初速度 则以下判断正确的是 bc a 无论磁感应强度大小如何 获得初速度后的瞬间 小球在最低点一定受到管壁的弹力作用b 无论磁感应强度大小如何 小球一定能到达环形细圆管的最高点 且在最高点一定受到管壁的弹力作用c 无论磁感应强度大小如何 小球一定能到达环形细圆管的最高点 且到达最高点时的速度大小都相同d 小球从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中 水平方向分速度的大小一直减小 易错总结 由于受思维定势的影响 误认为在最低点小球一定受管壁的弹力作用 5 如图所示 在第 象限内有水平向右的匀强电场 电场强度为e 在第 象限内分别存在如图所示的匀强磁场 磁感应强度大小相等 有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的p点进入匀强电场中 并且恰好与y轴的正方向成45 角进入磁场 又恰好垂直进入第 象限的磁场 已知op之间的距离为d 则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时 在电场和磁场中运动的总时间为 d 易错总结 带电粒子在匀强磁场中的速度易错用成v0 6 如图所示 空间存在匀强电场和匀强磁场 电场方向为y轴正方向 磁场方向垂直于xoy平面 纸面 向外 电场和磁场都可以随意加上或撤除 重新加上的电场或磁场与撤除前的一样 一带正电荷的粒子从p 0 h 点以一定的速度平行于x轴正向入射 这时若只有磁场 粒子将做半径为r0的圆周运动 若同时存在电场和磁场 粒子恰好做直线运动 现在只加电场 当粒子从p点运动到x r0平面 图中虚线所示 时 立即撤除电场同时加上磁场 粒子继续运动 其轨迹与x轴交于m点 不计重力 求 1 粒子到达x r0平面时的速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离 2 m点的横坐标xm 易错总结 电场和磁场共存时粒子做匀速直线运动 只有电场时粒子做类平抛运动 只有磁场时粒子做匀速圆周运动 此题的关键在于类平抛运动的研究及几何关系的应用 7 如图 甲 所示 在真空中 有一半径为r的圆形区域内存在匀强磁场 磁场方向垂直纸面向外 在磁场右侧有一对平行金属板m和n 两板间距为r 板长为2r 板间的中心线o1o2与磁场的圆心o在同一直线上 有一电荷量为q 质量为m的带正电的粒子以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径oo1并指向圆心o的方向进入磁场 当从圆周上的o1点水平飞出磁场时 给m n两板加上如图 乙 所示的电压 最后粒子刚好以平行于n板的速度从n板的边缘飞出 不计粒子所受到的重力 两板正对面之间为匀强电场 边缘电场不计 1 求磁场的磁感应强度b 2 求交变电压的周期t和电压u0的值 3 当t 时 该粒子从m n板右侧沿板的中心线仍以速度v0射入m n之间 求粒子从磁场中射出的点到a点的距离 答案 3 2r 易错总结 带电粒子在匀强电场中偏转的运动是类平抛运动 解此类题目的关键是将运动分解成两个简单的直线运动 题中沿电场方向的分运动就是 受周期性变化的力作用下的加速运动 热点强化练 热点一导体棒的平衡与运动 ad 1 多选 如图所示 两根光滑金属导轨平行放置 导轨所在平面与水平面间的夹角为 质量为m 长为l的金属杆ab垂直导轨放置 整个装置处于垂直ab方向的匀强磁场中 当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流i时 金属杆ab保持静止 则磁感应强度的方向和大小可能为 2 如图所示 形硬质导线ab 质量为m 横向长度为l 处在水平方向的匀强磁场中 磁感应强度为b 方向垂直纸面向里 下端分别插在两只水银槽里 插入水银中的深度都是 h 两水银槽通过导线与电源连接 如图所示 开关s闭合瞬间导线跳起 导线的下端离开水银面的高度为h 求闭合开关s后通过导线的电荷量 答案 3 2016 海南海口调研 多选 如图所示 在正方形区域abcd内有沿水平方向 垂直纸面向里的匀强磁场 一个带电荷量为q的离子垂直于直线ef自o点沿箭头方向射出 当离子运动到f点时 突然吸收了若干个电子 接着沿另一圆轨道运动到e点 已知of oe 电子的电荷量为e 离子吸收电子时不影响离子的速度 电子质量不计 下列说法正确的是 bd 热点二带电粒子在磁场中的圆周运动 4 2016 辽宁大连模拟 多选 如图所示 在一半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度为b ab为一直径 在磁场的边界上b点处放置一个粒子源 可以向磁场内的各个方向发射质量均为m和电荷量均为q q 0 的粒子 粒子进入磁场的速度大小均相同 发现圆形磁场边界上有六分之一的区域有粒子射出 则下列说法正确的是 bc 5 2016 吉林调研 如图所示 在屏蔽装置底部中心位置o点放一医用放射源 可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为v 3 2 106m s的 粒子 已知屏蔽装置宽ab 9cm 缝长ad 18cm 粒子的质量m 6 64 10 27kg 电荷量q 3 2 10 19c 若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射 磁感应强度b 0 332t 方向垂直于纸面向里 整个装置放于真空环境中 1 若所有的 粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出 则磁场的宽度至少是多少 答案 1 0 34m 2 若条形磁场的宽度d 20cm 则射出屏蔽装置的 粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少 结果保留两位有效数字 答案 2 2 0 10 7s6 5 10 8s 热点三带电粒子在复合场中的运动 6 质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场 如图所示为质谱仪的原理图 设想有一个静止的质量为m 带电荷量为q的带电粒子 不计重力 经电压为u的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为b的偏转磁场中 带电粒子打到底片上的p点 设op x 则在下图中能正确反映x与u之间的函数关系的是 b 7 如图所示 真空中有以 r 0 为圆心 r为半径的圆形匀强磁场区域 磁场的磁感应强度大小为b 方向垂直于纸面向里 在y r的虚线上部足够大的范围内 有水平向左的场强为e的匀强电场 从o点