物理创新设计一轮复习精品人教318章末整合PPT课件

1、 重要仪器：质谱仪；回旋加速器；速度选择器；磁流体发电机；磁电式电表重要仪器：质谱仪；回旋加速器；速度选择器；磁流体发电机；磁电式电表第1页/共17页1(2008宁夏理综，宁夏理综，14)在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如方向如图图81所示过所示过c点的导线所受安培力的方向点的导线所受安培力的方向()A与与ab边平行，竖直向上边平行，竖直向上 B与与ab边平行，竖直向下边平行，竖直向下C与与ab边垂直，指向左边边垂直，指向左边 D与与ab边垂直

2、，指向右边边垂直，指向右边第2页/共17页 解析：解析：本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则因则因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向内，根据右手定则可以判处的导线中的电流方向垂直纸面向内，根据右手定则可以判断断a处导线中的电流在处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方；边垂直且指向左下方；b处导线中的电流在处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方由边垂直且指向右下方由几何知识可得两个磁场方向的夹角为几何知识可得两个磁场方向的夹角为60，又由于，

3、又由于c点距点距a、b两点的距两点的距离相等，离相等，a、b处导线中的电流相等，所以产生的两个磁感应强度大小也处导线中的电流相等，所以产生的两个磁感应强度大小也相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下由左手定则可以相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下由左手定则可以判断判断c处导线受到的安培力与处导线受到的安培力与ab边垂直，指向左边，故选项边垂直，指向左边，故选项C正确正确答案：答案：C第3页/共17页2(2009重庆，重庆，19)如图如图82所示电路中所示电路中，电池均相同电池均相同，当电键当电键S分别分别置于置于a、b两处时两处时，导致导致MM与与NN之间的安培力的大小分别

4、为之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线可判断这两段导线()A相互吸引，相互吸引，fafb B相互排斥，相互排斥，fafbC相互吸引，相互吸引，fafb D相互排斥，相互排斥，fafb 解析：解析：不管电流方向如何，不管电流方向如何，MM和和NN两段导线中的电流方向总是相反的，两段导线中的电流方向总是相反的，则两段导线始终产生排斥力又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关则两段导线始终产生排斥力又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关接接b时的电压高，则电流大，两段导线间产生的安培力也大时的电压高，则电流大，两段导线间产生的安培力也大 答案：答案：D第4页/共17页3(2008广

5、东物理，广东物理，4)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图其原理如图83所示所示，这台加速器由两个铜质这台加速器由两个铜质D形盒形盒D1、D2构成，其构成，其间留有空隙下列说法正确的是间留有空隙下列说法正确的是()A离子由加速器的中心附近进入加速器离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量离子从电场中获得能量第5页/共17页 解析：解析：本题源于课本而又高于课本，既考查考生对回旋加速器的结本题源于课本而又高于课本，既考查考生对

6、回旋加速器的结构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用规律由规律由R 知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，A项项正确，正确，B项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变磁场的作用是改变离子力不做功，离子做匀速圆周运动，动能

7、不改变磁场的作用是改变离子的速度方向，所以的速度方向，所以C项错误，项错误，D项正确项正确 答案：答案：AD第6页/共17页4(2009安徽，安徽，9)如图如图84是科学史上一张著名的实验照片是科学史上一张著名的实验照片，显示一显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹云室放置在匀强磁个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里云室中横放的金属板对粒子的运动起场中，磁场方向垂直照片向里云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用分析此径迹可知粒子阻碍作用分析此径迹可知粒子()A带正电，由下往上运动带正电，由下往上运动 B带正电，由上往下运动带正电，由上

8、往下运动C带负电，由上往下运动带负电，由上往下运动 D带负电，由下往上运动带负电，由下往上运动 解析：解析：由题图可以看出，上方的轨迹半径小，说明粒子的速度小，所以粒子由题图可以看出，上方的轨迹半径小，说明粒子的速度小，所以粒子是从下方往上方运动；再根据左手定则，可以判定粒子带正电，故选是从下方往上方运动；再根据左手定则，可以判定粒子带正电，故选A项项 答案：答案：A第7页/共17页 5(2009北京，北京，19)如图如图85所示的虚线区域内所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子一带电粒子a(不计重力不计重力

9、)以一定的初速度由左边界以一定的初速度由左边界的的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点点(图中未标出图中未标出)穿穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力不计重力)仍仍以相同初速度由以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A穿出位置一定在穿出位置一定在O点下方点下方 B穿出位置一定在穿出位置一定在O点上方点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时，动能一定减小

10、在电场中运动时，动能一定减小第8页/共17页 解析：解析：带电粒子的电性可正也可负，当只有电场作用时，粒子穿出位置可能带电粒子的电性可正也可负，当只有电场作用时，粒子穿出位置可能在在 O点上方，也可能在点上方，也可能在O点下方电场力一定对粒子做正功，粒子的电势能减点下方电场力一定对粒子做正功，粒子的电势能减 小，动能一定增加小，动能一定增加 答案：答案：C第9页/共17页 6(2009广东，广东，12)如图如图86是质谱仪的工作原理示意图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的场加速后，进入速度选择器速度选择器内

11、相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为强度分别为B和和E.平板平板S上有可让粒子通过的狭缝上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片和记录粒子位置的胶片A1A2.平板平板S下方有强度为下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是的匀强磁场下列表述正确的是() A质谱仪是分析同位素的重要工具质谱仪是分析同位素的重要工具 B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C能通过狭缝能通过狭缝P的带电粒子的速率等于的带电粒子的速率等于E/B D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小，粒子的荷质比越小第10页/共17页 解析：解析：粒

12、子先在电场中加速，进入速度选择器做匀速直线运动，最后进入磁粒子先在电场中加速，进入速度选择器做匀速直线运动，最后进入磁场做匀速圆周运动在速度选择器中受力平衡：场做匀速圆周运动在速度选择器中受力平衡：EqqvB得得vE/B，方向由左，方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，手定则可知磁场方向垂直纸面向外，B、C两项正确进入磁场后，洛伦兹力提两项正确进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，供向心力，qvB0 得，得，R ，所以荷质比不同的粒子偏转半径不一样，所以荷质比不同的粒子偏转半径不一样，所以，所以，A项对，项对，D项错项错 答案：答案：ABC第11页/共17页 7(2009福建，福建，22)如图如图

13、87为可测定比荷为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B2.0103 T，在，在x轴上距坐标原点轴上距坐标原点L0.50 m的的P处为粒子的入射口，在处为粒子的入射口，在y轴上安放接收器现将一轴上安放接收器现将一带正电荷的粒子以带正电荷的粒子以v3.5104 m/s的速率从的速率从P处射入磁场，若粒子在处射入磁场，若粒子在y轴上距坐轴上距坐标原点标原点L0.50 m的的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电

14、粒子的质量为量为m，电量为，电量为q，不计其重力，不计其重力第12页/共17页(1)求上述粒子的比荷求上述粒子的比荷 ；(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场就可，在第一象限内再加一个匀强电场就可使其沿使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；(3)为了在为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，第一象限内的磁场可以局限在处观测到按题设条件运动的

15、上述粒子，第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形 第13页/共17页解析：解析：(1)设粒子在磁场中的运动半径为设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲，依题意如图甲，依题意M、P连线即为该粒子连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径，由几何关系得在磁场中做匀速圆周运动的直径，由几何关系得由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得联立联立并代入数据得并代入数据得 4.9107 C/k kg(或或5.0107 C/k kg)第14页/共17页(2)设所加电场的场强大小为设所加电场的场强大小为E.如图乙，当粒子经过如图乙，当粒子经过Q点时，速度沿点时，速度沿y轴正方向，依轴正方向，依题意，在此时加入沿题意，在此时加入沿x轴正方向的匀强电场，电场力与此时的洛伦兹力平衡，则有轴正方向的匀强电场，电场力与此时的洛伦兹力平衡，则有qEqvB代入数据得代入数据得E70 N/C所加电场的场强方向沿所加电场的场强方向沿x轴正方向轴正方向由几何关系可知，圆弧由几何关系可知，圆弧PQ所对应的圆心角为所对应的圆心角为45，设带电粒子做匀速圆周运动的周期为设带电粒子做匀速圆周运动的周期为T，所求时间为，所求时