人教版高中物理选择性必修第二册第一章主题提升课(一)磁场课件

主题提升课(一)

磁场第一章

安培力与洛伦兹力主题一安培力安培力与洛伦兹力的关系(微分思想)通过实验，认识安培力。能判断安培力的方向，会计算安培力的大小，了解安培力在生产生活中的应用。

√

【典例2】磁电式电流表的优点是灵敏度很高，可以测出很弱的电流，蹄形磁铁和铁芯间的磁场如图乙所示。线圈中通以如图所示的电流，下列说法正确的是(

)A．该磁场是匀强磁场B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动阻碍线圈转动C．当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D．转动时线圈所受安培力的方向不变√B

[该磁场并不满足处处磁场方向相同，故不是匀强磁场，故A错误；线圈转动时，会使螺旋弹簧扭动，产生一个阻碍弹簧转动的力从而阻碍线圈转动，故B正确；当线圈转动到题图乙所示的位置时，a端所受到的安培力方向向上，b端所受到的安培力方向向下，使线圈顺时针转动，故C错误；转动时线圈所受安培力的方向与磁感线垂直，时刻变化，故D错误。故选B。]主题二洛伦兹力通过实验，认识洛伦兹力，能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。【典例3】阴极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，经过狭缝掠射到荧光屏上，显示出一条射线径迹，以下情况判断正确的是(

)A．在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线将向上偏转B．在阴极射线管中加一个方向向前的电场，射线将向上偏转C．在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转D．在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转√C

[电子带负电，受电场力与电场线方向相反，如果加一个方向向上的电场，则电子受到的电场力方向向下，射线向下偏转；如果加一个方向向前的电场，电子受到的电场力方向向后，射线向后偏转，故A、B错误；在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，由安培定则可知阴极射线管中是向前的磁场，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向上，因此会向上偏转；在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，由安培定则可知阴极射线管中是向下的磁场，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向前，射线向前偏转，故C正确，D错误。故选C。]【典例4】下列①、②、③、④四幅图分别是速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器的结构示意图，下列说法中正确的是(

)

√

题号章末综合测评(一)安培力与洛伦兹力13524687910111213√一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。)1．如图所示，放在蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时，导体棒受到方向向左、大小F＝1N的磁场力的作用，已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度l＝5cm，通过导体棒的电流大小I＝10A，则蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小为(

)A．1T

B．10T

C．2T

D．5T1415

题号21345687910111213√

1415题号21345687910111213

1415题号32456879101112131√

1415题号32456879101112131

1415题号42356879101112131√

1415题号42356879101112131

1415题号24536879101112131√

1415题号24536879101112131

1415题号24536879101112131√6．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(

)A．mb>ma>mc

B．mb>mc>maC．ma>mb>mc

D．mc>mb>ma1415题号245368791011121311415A

[带正电微粒a在纸面内做匀速圆周运动，电场力等于重力，洛伦兹力提供做圆周运动向心力，mag＝qE；带正电微粒b在纸面内向右做匀速直线运动，受到竖直向下重力、竖直向上的电场力和洛伦兹力，mbg＝qE＋qvbB；c在纸面内向左做匀速直线运动，受到竖直向下重力和洛伦兹力、竖直向上的电场力，mcg＝qE－qvcB，则质量关系为mb>ma>mc，故选A。]题号24537689101112131√7．回旋加速器使人类对高能粒子的获得取得了跨越性的进步，如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，A、C板间有电场，虚线(含A、C板)之外的D形盒区域有匀强磁场，粒子的运动轨迹如图所示。下列说法正确的是(

)A．A、C间电场为交变电场B．带电粒子每一次加速前后，速度增加量相同C．粒子从离开A板到再次回到A板，其间被加速两次D．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关1415题号24537689101112131

1415题号245386791011121318．如图甲所示，一个立方体空间被对角平面ABCD划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反，且与y轴平行的匀强磁场。一粒子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。已知该粒子运动轨迹在Oxz平面的投影如图乙所示，则粒子的带电情况与磁场方向可能正确的有(

)1415题号24538679101112131A．粒子带正电1415B．粒子带正电C．粒子带负电D．粒子带负电√√BC

[若粒子带正电，根据题图乙中粒子的运动轨迹结合左手定则可知，左侧区域磁场垂直于xOz平面向里，右侧区域磁场垂直于xOz平面向外，故A错误，B正确；若粒子带负电，根据题图乙中粒子的运动轨迹结合左手定则可知，左侧区域磁场垂直于xOz平面向外，右侧区域磁场垂直于xOz平面向里，故C正确，D错误。故选BC。]题号245386791011121311415题号92453867101112131√

1415√√题号92453867101112131

1415题号92453867101112131√

1415√

题号924538671011121311415

题号924538671011121311415题号92453867101112131二、非选择题11．如图所示是一种测量磁感应强度的实验方案。虚线框内存在一个与纸面垂直的匀强磁场。D为位于纸面内的金属框，E为直流电源，R为电阻箱，A为电流表，S为开关，此外还有细沙、天平、刻度尺和若干轻质导线。1415题号92453867101112131(1)用笔画线代替导线，在图中画线完成实验电路图。(2)补充完成下列实验步骤：①按照实验电路图连接电路；②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态。然后用天平称出细沙质量m1；③闭合开关S，调节电阻R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态。然后读出电流表的示数I，并用天平测量此时细沙的质量m2；④用刻度尺测量_________________。1415见解析图线框D的下边长l题号92453867101112131(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度B的大小，则B＝_________。(4)判定磁感应强度方向的方法：若________(填两次实验细沙质量的关系)，磁感应强度方向垂直纸面向外。反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。1415

m2>m1题号92453867101112131[解析]

(1)电路图连接如下图所示。1415题号92453867101112131

1415题号9245386710111213114141512．如图所示，水平框的宽度为0.5m，固定在水平面上，左端接一电动势为3V、内阻r＝1Ω的电源，框上放质量为m＝0.1kg的金属杆ab，金属杆的有效电阻为R＝5Ω。框所在区域加一磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，磁场方向与水平框平面成θ＝30°角斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：(1)金属杆ab受到的安培力大小；(2)金属杆ab受到的摩擦力大小；(3)金属杆对水平框的压力(结果保留两位有效数字)。题号92453867101112131141415[解析]

(1)根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)解得电流为I＝0.5A金属杆ab受到的安培力大小为F＝BIl＝0.25N。(2)以金属杆为对象，根据受力平衡可得f＝Fsin

θ解得f＝0.125N。(3)以金属杆为对象，根据受力平衡可得N＝mg－BIlcos

θ解得N≈0.78N根据牛顿第三定律可知，金属杆对水平框的压力大小为0.78N，方向竖直向下。[答案]

(1)0.25N

(2)0.125N

(3)0.78N，方向竖直向下题号92453867101112131

1415题号92453867101112131

1415

题号9245386710111213114．如图甲所示，半径为R的圆内有垂直xOy平面向外的匀强磁场，其左侧x轴上方的离子源沿x轴正方向射出宽为2R、沿y轴方向均匀分布的离子流。离子的质量为m(重力不计)，电荷量为q，速度均为v0，x轴下方的区域足够大的匀强磁场，其磁感应强度大小与上方磁场相同，方向垂直纸面向里。已知从y＝R处进入x轴上方磁场的离子恰好能从O点进入x轴下方的磁场，不计离子间的相互作用力。1415题号92453867101112131(1)求磁场的磁感应强度的大小。(2)若y＝0.5R处进入x轴上方磁场的离子也能从O点进入x轴下方的磁场，求该离子离开x轴下方磁场时的位置到O点的距离。(3)如图乙所示，若在x＝1.6R处放置一个上端与x轴相齐、下端足够长的感光板用于探测和收集离子。感光板有且仅有一个区域，该区域中的同一位置会先后接收到两个离子，这一区域称为二次发光区。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：①感光板接收到离子的区域的长度；②二次发光区的长度。1415题号92453867101112131

1415题号92453867101112131(3)①易得，所有离子都会从O点进入x轴下方磁场，设离子从O点出射速度方向在与y轴负方向成β角偏左时，圆周运动轨迹与感光板交点最低，如图(b)所示。根据几何关系有2Rcosβ＝1.6R解得β＝37°交点纵坐标y＝－2Rsinβ＝－1.2R。1415题号92453867101112131②