[原创]2015年《南方新高考》物理 专题九 专题热点考向[配套课件]

1、专题热点考向力NBSBILqvBmvqB热点1 安培力的运用考题再现例1：(2012 年天津卷)如图 9-1 所示，金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 M 向 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为.)如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是(A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小图 9-1试题点评：本题考查安培力、受力分析、平衡状态以及动态变化，综合程度比较高图9-2解析：作出侧视图(沿MN 方向)，并对导体棒进行受力分析，BILmg变大，A 正确；若两悬线等长变短，则不变，B

2、错误；若金属棒的质量m 变大，则变小，C错误；若磁感应强度B 变大，则变大，D 错误答案：A如图9-2所示由图可得tan ，若棒中的电流I变大，则考向分析：安培力、安培力的应用是高中物理重要的知识点，是高考常考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题，特别是安培力与牛顿第二定律、平衡状态综合的题目出现的频率较高单独考查的题型一般为选择题，综合其他知识考查的一般为计算题，难度中等热点2磁场对运动电荷的作用考题再现例2：(2012 年全国卷)质量分别为 m1 和 m2，电荷量分别为 q1 和 q2 的两个粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动已知两个粒子的动量大小相等下列说法正确

3、的是()A若 q1q2，则它们做圆周运动的半径一定相等B若 m1m2，则它们做圆周运动的半径一定相等C若 q2q2，则它们做圆周运动的周期一定不相等D若 m1m2，则它们做圆周运动的周期一定不相等，若相等，则试题点评：本题以选择题的形式考查洛伦兹力最常见的模型，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，涉及由洛伦兹力提供向心力推导出的半径公式及周期公式，属于简单题解析：根据半径公式rmvqB，两粒子的动量 mv 大小相等，磁感应强度B 相同，若q1q2，则它们做圆周运动的半径一定相等，A 正确，B 错误；根据周期公式T2mqBmq周期相等，C、D 错误答案：A考向分析：纵观近几年高考，洛伦兹力的考查年年

4、都有，主要涉及带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用下做圆周运动的问题，所以考生应该熟悉洛伦兹力的特点，以及熟练掌握圆周运动问题中画轨迹、找圆心、求半径的方法热点3 带电粒子在复合场中运动考题再现例3：(2012 年重庆卷)有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图 9-3 所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中 PQNM 矩形区域内还有方向垂直纸面向外1k以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线为 OO 进入两金属板之间，其中速率为 v0 的颗粒刚好从 Q 点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板重力加速度为 g，PQ3d，NQ2d，收集板与 NQ 的距离为 l，不计颗粒间相互作用求

5、：的匀强磁场一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒，(1)电场强度 E 的大小(2)磁感应强度 B 的大小(3)速率为v0(1)的颗粒打在收集板上的位置到 O 点的距离图 9-3试题点评：该题情景是分析一个新装置的原理，以速度选择器为背景紧跟科技前沿，考查重力场、电场、磁场的综合应用，其中电场力等于重力带电粒子在磁场中做匀速圆周运动这类题型，是复习备考中的重要内容答题规范：(1)设带电颗粒的电荷量为q，质量为m.有Eqmg甲乙图9-4将qm1k代入，得 Ekg. (2)如图 9-4 甲所示，有 qv0Bmv20R R2(3d)2(Rd)2 得 Bkv05d. (3)如图乙所示，有考向分析

6、：电荷在复合场中的运动，一直是高考的热点之一，几乎是年年必考，并且综合性强，难度较大一般考查带电粒子在复合中做匀速直线运动、匀速圆周运动、抛物线运动等求解这类问题要注意分析粒子的受力情况、运动情况和能量情况，依据受力和初始条件来确定粒子的运动情况，结合运动情况充分利用数学几何知识求解相关问题这一专题的知识在科研生产实际中有许多重要应用，联系实际是最大的亮点，如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计、霍耳效应等，几乎是年年考、重复考，一定要舍得下功夫熟练掌握这些问题1(2013 年新课标卷) 如图 9-5 所示，半径为 R 的一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小

7、为 B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为 q(q0)质量为 m 的粒子沿平行于边界 ab 的方向射入磁场区域，射入点与R2磁场时运动方向间的夹角为 60，则粒子的速率为(不计重力)()图 9-5A.qBR2mB.qBRmC.3qBR2mD.2qBRmab的距离为，已知粒子射出磁场与射入得v解析：粒子带正电，根据左手定则，判断出粒子受到的洛伦兹力向右，轨迹如图51 所示，入射点与圆心连线与初速度方向夹角为30，初速度方向与轨迹所对弦夹角也为30，所以轨迹半径rR，由RmvqBqBR.m答案：B图 512(2013 年新课标卷)空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为 R，磁场方向垂直横截

8、面一质量为 m、电荷量为 q(q0)的粒子以速率 v0 沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向 60.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为()答案：A图 523(2013 年安徽卷)图 9-6 中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()图 9-6A向上B向下C向左D向右解析：根据安培定则可判定O 点磁感应强度的方向水平向左，根据左手定则可判定：一带正电的粒子从正方形中心O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹

9、力的方向是向下正确选项为B.答案：B4(双选，2013年海南卷)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为 I，方向如图 9-7 所示a、b 和 c 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将 a、b 和 c 处的磁感应强图 9-7度大小分别记为 B1、B2和B3，下列说法正确的是( )AB1B2B3BB1B2B3Ca 和 b 处磁场方向垂直于纸面向外，c 处磁场方向垂直于纸面向里Da 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和 c 处磁场方向垂直于纸面向里解析：由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手定则可判断出三条导线在a、b 处产生的的合磁

10、感应强度垂直纸面向外，在c 处垂直纸面向里，且B1B2B3，故选项AC 正确答案：AC5(2013 年北京卷)如图 9-8 所示，两平行金属板间距为 d，电势差为 U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为 B 的匀强磁场带电量为q、质量为 m 的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动忽略重力的影响，求：(1)匀强电场场强 E 的大小(2)粒子从电场射出时速度 v的大小(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 R.图 9-86(2013 年山东卷)如图 9-9 所示，在坐标系 xOy 的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy 面向

11、里；第四象限内有沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 E.一质量为 m、带电量为q 的粒子自 y 轴的 P 点沿 x 轴正方向射入第四象限，经 x 轴上的 Q 点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场已知 OPd，OQ2d，不计粒子重力(1)求粒子过 Q 点时速度的大小和方向(2)若磁感应强度的大小为一定值 B0，粒子将以垂直 y 轴的方向进入第二象限，求 B0.图 9-9(3)若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过 Q 点，且速度与第一次过 Q 点时相同，求该粒子相邻两次经过 Q 点所用的时间解：(1)设粒子在电场中运动的时间为t0，加速度的大小为a，粒子的初

12、速度为v0，过Q 点时速度的大小为v，沿y 轴方向分速度的大小为vy，速度与x 轴正方向间的夹角为，由牛顿第二定律得qEma由运动学公式得(2)设粒子做圆周运动的半径为R1，粒子在第一象限的运动轨迹如图53 所示，O1 为圆心，由几何关系可知 O1OQ 为等腰直角三角形，得图53(3)设粒子做圆周运动的半径为R2，由几何分析(粒子运动的轨迹如图54 所示，O2、O2是粒子做圆周运动的圆心，Q、F、G、H 是轨迹与两坐标轴的交点，连接O2、O2，由几何关系知，O2FGO2和O2QHO2均为矩形，进而知FQ、GH 均为直径，QFGH 也是矩形，又FHGQ，可知QFGH 是正方形，QOF 为等腰直角

13、三角形)可知，粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆，得2R2图 542 2d 粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段，得FGHQ2R2设粒子相邻两次经过 Q 点所用的时间为 t，则有tFGHQ2R2v联立得7(2013 年天津卷)一圆筒的横截面如图 9-10 所示，其圆心为 O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B.圆筒下面有相距为 d 的平行金属板M、N，其中 M 板带正电荷，N 板带等量负电荷质量为m、电荷量为 q 的带正电粒子自 M 板边缘的 P 处由静止释放，经 N 板的小孔 S 以速度 v 沿半径 SO 方向射入磁场中，粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从 S 孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：(1)M、N 间电场强度 E 的大小(2)圆筒的半径 R.图 9-10qU mv2 2 3粒子仍从 M 板边缘的 P 处由静止释放粒子自进入圆筒至从 S 孔射出期间，与圆筒的碰撞次数 n.解：(1)设两极板间的电压为 U，由动能定理得12由匀强电场中电势差与电场强度的关系得UEd联立上式可得Emv22qd.(3)保持M、N间电场强度E不变，仅将