盐城中学2012届高三物理二轮专题复习学案.doc

盐城中学2012届高三物理二轮专题复习学案电场和磁场【考纲要求】内容要求说明磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力 安培力的方向匀强磁场中的安培力计算限于直导线跟磁感应强度平行或垂直两种情况；通电线圈磁力矩的计算不作要求洛仑兹力 洛仑兹力的方向洛仑兹力公式带电粒子在匀强磁场中的运动计算限于速度与磁感应强度平行或垂直两种情况质谱仪和回旋加速器的基本原理【知识梳理】一、 磁场的性质及描述1.三种描述（1）磁感应强度: （2）磁感线： （3）磁通密度： 2.两个定则（1）安培定则： （2）左手定则： 二、安培力和洛仑兹力三、带电粒子在匀强磁场中的运动1.vB2.vB3.带电粒子在有界磁场中运动的分析方法四、带电粒子在复合场中的运动【典型例题】一、 磁场的性质及磁场力例1如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为I，方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B=kI/r，其中k为常数) 。某时刻有一电子(质量为m、电量为e)正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为（ ）A方向垂直纸面向里，大小为yxPOQRaB方向指向x轴正方向，大小为C方向垂直纸面向里，大小为D方向指向x轴正方向，大小为例2关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法中错误的是（ ）A粒子逆着磁感线射入磁场，磁场力做负功，粒子动能减少B粒子垂直于磁感线射入匀强磁场，其所受洛仑兹力只改变它的速度方向，不改变速度的大小，粒子将做匀速圆周运动C无论沿何方向射入磁场，洛仑兹力对粒子都不做功D粒子沿磁感线射入匀强磁场，它不受磁场力作用，做匀速直线运动二、带电粒子在磁场中的偏转例3如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60角。试确定：（1）粒子做圆周运动的半径。 （2）粒子的入射速度（3）若保持粒子的速率不变，从A点入射时速度的方向顺时针转过60角，粒子在磁场中运动的时间。三、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题例4.真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B = 0.60T。磁场内有一块足够大的平面感光平板ab，板面与磁场方向平行。在距ab的距离为l = 10cm处，有一个点状的放射源S，它仅在纸平面内向各个方向均匀地发射粒子。设放射源每秒发射n = 3.0104个粒子，每个粒子的速度都是v = 6.0106m/s。已知粒子的电荷与质量之比C/kg。求每分钟有多少个粒子打中ab感光平板？四、带电粒子在磁场中的周期性运动例5.如图(甲)所示，两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO垂直，磁感应强度B=5103T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷q/m=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。（1）试求带电粒子射出电场时的最大速度。（2）证明任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。写出表达式并求出这个定值。（3）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。五、带电粒子在复合场中的运动例6.如图所示，平面内的圆O与轴相切与坐标圆点，在该圆形区域内，有与轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场一个带电粒子（不记重力）从原点沿轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过场区的时间为，若撤去磁场，只保留电场，其他条件不变，该带电粒子穿过磁场的时间是T/2。若撤去电场，只保留磁场，其他条件不变，求带电粒子穿过场区的时间。盐城中学2012届高三物理二轮专题复习同步作业 班级：_ 姓名：_ 学号: _1. 如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B处在同一条竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态。若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是 （ ）A小球A仍可能处于静止状态 B小球A将可能沿轨迹1运动C小球A将可能沿轨迹2运动 D小球A将可能沿轨迹3运动2.如图所示，在虚线所示的宽度为D的范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度为v0的某种正离子偏转角，在同样宽度范围内，若改用匀强磁场（方向垂直纸面向外）使同样离子穿过该区域，并使它们转角也为则磁感应强度B；离子穿过电场和磁场的时间之比是 MN3.地面附近空间存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直于纸面向里，一个带电油滴沿着与竖直方向成角的直线MN运动，如图所示，由此可以判断（ ）A如果油滴带正电，它是从M点运动到N点B如果油滴带正电，它是从N点运动到M点C如果水平电场方向向右，油滴是从M点运动到N点D如果水平电场方向向右，油滴是从N点运动到M点4.如图所示，一带电粒子以水平速度v0(v0W2B.一定是W1=W2C.一定是W1W2D.可能是W1W25. 如图所示，在xoy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（质量为m，电量为e）。如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动.如果撤去电场，只保留磁场，电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响，求：（1）磁感应强度B和电场强度E的大小和方向；（2）如果撤去磁场，只保留电场，电子将从D点（图中未标出）离开电场，求D点的坐标； （3）电子通过D点时的动能。6.如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向。一个质量为m，电荷量为q的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角=60，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ=2OC，不计粒子的重力，求：（1）粒子从P运动到Q所用的时间t；（2）电场强度E的大小；（3）粒子到达Q点的动能EkQ。7.在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B。一质量为m，带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（APd）射入磁场（不计重力影响）。如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为（如图）。求入射粒子的速度。8.如图（a）所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向与纸面垂直在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O1也在同一直线上有一电荷量为q、质量为m的带电粒子，以速率v0从圆周上的P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点飞出磁场时，给M、N板加上如图（b）所示电压u最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力（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；图（a）图（b）（3）若t = 时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离9. 某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样，首先，如图甲所示，在真空空间的竖直平面内建立坐标系，在y1=0.1m和y2=-0.1m处有两个与轴平行的水平界面和把空间分成、三个区域，在三个区域中分别存在匀强磁场、 ，其大小满足，方向如图甲所示.在区域中的轴左右两侧还分别存在匀强电场、（图中未画出），忽略所有电、磁场的边缘效应. 是以坐标原点为中心对称的正方形，其边长.现在界面上的处沿轴正方向发射一比荷的带正电荷的粒子（其重力不计），粒子恰能沿图中实线途经三点后回到点并做周期性运动，轨迹构成一个“0”字.己知粒子每次穿越区域时均做直线运动.（1）