《（北京專(zhuān)用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題十一 磁場(chǎng)練習(xí)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專(zhuān)用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題十一 磁場(chǎng)練習(xí)（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專(zhuān)題十一磁場(chǎng)挖命題【考情探究】考點(diǎn)考向5年考情預(yù)測(cè)熱度考題示例學(xué)業(yè)水平關(guān)聯(lián)考點(diǎn)素養(yǎng)要素磁場(chǎng)、安培力磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、地磁場(chǎng)2016北京理綜,17,6分3磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用物質(zhì)觀念電流的磁場(chǎng)2017課標(biāo),18,6分4磁場(chǎng)的疊加科學(xué)推理安培力及其作用下的平衡問(wèn)題2017課標(biāo),19,6分4電流的磁場(chǎng)科學(xué)推理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用左手定則、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用、洛倫茲力2017北京理綜,24,20分5感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律、功能關(guān)系模型建構(gòu)、科學(xué)論證帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)2017北京理綜,23,18分4動(dòng)量守恒、質(zhì)能方程科學(xué)推理2015北京理綜,17,6分4動(dòng)量守恒、原子核衰

2、變科學(xué)推理2014北京理綜,16,6分4動(dòng)量科學(xué)推理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題2016北京理綜,22,16分3二力平衡模型建構(gòu)、科學(xué)推理質(zhì)譜儀、速度選擇器、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、霍爾效應(yīng)等應(yīng)用2018北京理綜,18,6分4二力平衡模型建構(gòu)、科學(xué)推理磁場(chǎng)中的論證問(wèn)題分析解讀本專(zhuān)題考查要點(diǎn):磁場(chǎng)的基本知識(shí)點(diǎn),有電流的磁場(chǎng)、地磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、磁場(chǎng)的疊加等;帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型;帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),往往是綜合考查勻速圓周和類(lèi)平拋兩種模型結(jié)合;磁場(chǎng)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用,如回旋加速器、質(zhì)譜儀、速度選擇器等;安培力的計(jì)算,限于直導(dǎo)線與B平行或垂直

3、的兩種情況;洛倫茲力的計(jì)算限于v與B平行或垂直的兩種情況?！菊骖}典例】破考點(diǎn)【考點(diǎn)集訓(xùn)】考點(diǎn)一磁場(chǎng)、安培力1.(多選)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法中正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=Fq適用于任何靜電場(chǎng)B.電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與在該點(diǎn)的帶正電的檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力的方向相同C.磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B=FIL說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度B與放入磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線所受安培力F成正比,與通電導(dǎo)線中的電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積成反比D.磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B=FIL說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與放入磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向相同答案AB2.電流天平可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。測(cè)量前天平已調(diào)至平衡,測(cè)量時(shí),在左

4、邊托盤(pán)中放入質(zhì)量m1=15.0g的砝碼,右邊托盤(pán)中不放砝碼,將一個(gè)質(zhì)量m0=10.0g,匝數(shù)n=10,下邊長(zhǎng)l=10.0cm的矩形線圈掛在右邊托盤(pán)的底部,再將此矩形線圈的下部分放在待測(cè)磁場(chǎng)中,如圖甲所示,線圈的兩頭連在如圖乙所示的電路中,不計(jì)連接導(dǎo)線對(duì)線圈的作用力,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)阻r=1.0。開(kāi)關(guān)S閉合后,調(diào)節(jié)可變電阻使理想電壓表示數(shù)U=1.4V時(shí),R1=10,此時(shí)天平正好平衡。g=10m/s2,求:(1)線圈下邊所受安培力的大小F,以及線圈中電流的方向;(2)矩形線圈的電阻R;(3)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。甲乙答案(1)天平平衡,因此有m1g=m0g+F可得:F=m1g-

5、m0g=0.05NF的方向豎直向下,根據(jù)左手定則可判斷出線圈中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(2)線圈中電流的大小為:I=(E-U)/r=0.1A根據(jù)電路規(guī)律有:U=I(R1+R)可得:R=4(3)矩形線圈下邊所受安培力為:F=nBIl將數(shù)值代入可得:B=0.5T3.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體質(zhì)量的電子裝置,其結(jié)構(gòu)如圖甲、乙所示。E形磁鐵的兩側(cè)為S極,中心為N極,可認(rèn)為只有磁極間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈恰好可以套于中心磁極上,線圈、骨架與托盤(pán)連為一體,總質(zhì)量為m0,托盤(pán)下方連接一個(gè)輕彈簧,彈簧下端固定在磁極上,支撐起上面的整個(gè)裝置,線圈、骨架與磁極不接觸。線圈的兩個(gè)頭與外電

6、路連接(圖上未標(biāo)出)。當(dāng)被測(cè)量的重物放在托盤(pán)上時(shí),彈簧繼續(xù)被壓縮,托盤(pán)和線圈一起向下運(yùn)動(dòng),之后接通外電路對(duì)線圈供電,托盤(pán)和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止,此時(shí)由對(duì)應(yīng)的供電電流可確定重物的質(zhì)量。已知彈簧勁度系數(shù)為k,線圈匝數(shù)為n,重力加速度為g。(1)當(dāng)線圈與外電路斷開(kāi)時(shí)a.以不放重物時(shí)托盤(pán)的位置為位移起點(diǎn),豎直向下為位移的正方向。試在圖丙中畫(huà)出托盤(pán)輕輕放上質(zhì)量為m的重物后,托盤(pán)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧彈力F的大小與托盤(pán)位移x的關(guān)系圖像;b.根據(jù)上面得到的F-x圖像,求從托盤(pán)放上質(zhì)量為m的重物開(kāi)始到托盤(pán)達(dá)到最大速度的過(guò)程中,彈簧彈力所做的功W。(2)當(dāng)線圈與外電路接通時(shí)a.通過(guò)外電路給線圈供電,托盤(pán)

7、和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止。若線圈能夠承受的最大電流為I,求該裝置能夠測(cè)量的最大質(zhì)量M;b.在線圈能承受的最大電流一定的情況下,要增大質(zhì)量的測(cè)量范圍,可以采取哪些措施?(至少答出2種)答案(1)a.未放重物時(shí),彈簧已經(jīng)被壓縮,彈力大小為m0g。彈簧彈力F的大小與托盤(pán)位移x的關(guān)系圖像如圖所示。b.未放重物時(shí)kx0=m0g當(dāng)托盤(pán)速度達(dá)到最大時(shí)k(x0+x)=(m0+m)g解得x=mgk圖中陰影部分面積即從托盤(pán)放上質(zhì)量為m的重物開(kāi)始到托盤(pán)達(dá)到最大速度的過(guò)程中,彈力所做的功的大小,彈力做負(fù)功,則有W=-(m0+m+m0)g2mgk=-(2m0+m)mg22k(2)a.給線圈供電后,托盤(pán)回到原來(lái)

8、的位置,線圈、骨架、托盤(pán)與重物處于平衡狀態(tài),有2nBIL+kx0=(m0+M)g解得M=2nBILgb.要增大此電子裝置的量程,可以增加線圈的匝數(shù)、增大線圈的邊長(zhǎng)、增大磁感應(yīng)強(qiáng)度?？键c(diǎn)二磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用4.圖甲是洛倫茲力演示儀。圖乙是演示儀結(jié)構(gòu)圖,玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體,由電子槍發(fā)射電子束,在電子束通過(guò)時(shí)能夠顯示電子的徑跡。圖丙是勵(lì)磁線圈的原理圖,兩線圈之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈中電流越大磁場(chǎng)越強(qiáng),磁場(chǎng)的方向與兩個(gè)線圈中心的連線平行。電子速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度可以分別通過(guò)電子槍的加速電壓和勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。若電子槍垂直磁場(chǎng)方向發(fā)射電子,給勵(lì)磁線圈通電后,能看到電子束的徑跡呈圓形。

9、關(guān)于電子束的軌道半徑,下列說(shuō)法正確的是()A.只增大電子槍的加速電壓,軌道半徑不變B.只增大電子槍的加速電壓,軌道半徑變小C.只增大勵(lì)磁線圈中的電流,軌道半徑不變D.只增大勵(lì)磁線圈中的電流,軌道半徑變小答案D5.如圖所示,虛線框MNQP內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。a、b、c是三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子,它們從PQ邊上的中點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng),圖中畫(huà)出了它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。若不計(jì)粒子所受重力,則()A.粒子a帶負(fù)電,粒子b、c帶正電B.粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)C.粒子c在磁場(chǎng)中的加速度最大D.粒子c在磁場(chǎng)中的動(dòng)量最大答案B6.如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里

10、、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v沿y軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng),最后從P(a,0)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力,該帶電粒子的電性和比荷qm是()A.正電荷,vaBB.負(fù)電荷,vaBC.正電荷,2vaBD.負(fù)電荷,2vaB答案D7.在粒子物理學(xué)的研究中,經(jīng)常應(yīng)用“氣泡室”裝置。粒子通過(guò)氣泡室中的液體時(shí)能量降低,在它的周?chē)袣馀菪纬?顯示出它的徑跡。如圖所示為帶電粒子在氣泡室運(yùn)動(dòng)徑跡的照片,氣泡室處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列有關(guān)甲、乙兩粒子的判斷正確的是()A.甲粒子帶正電B.乙粒子帶負(fù)電C.甲粒子從b向a運(yùn)動(dòng)D.乙粒子從c向d運(yùn)動(dòng)答案C考點(diǎn)三帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)8.如圖所示

11、是一種質(zhì)譜儀的原理圖,離子源(在狹縫S1上方,圖中未畫(huà)出)產(chǎn)生的帶電粒子經(jīng)狹縫S1與S2之間的電場(chǎng)加速后,進(jìn)入P1和P2兩板間相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。沿直線通過(guò)狹縫S3垂直進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,在洛倫茲力的作用下帶電粒子打到照相底片上形成一細(xì)條紋。若從離子源產(chǎn)生的粒子初速度為零、電荷量為+q、質(zhì)量為m,S1與S2之間的加速電壓為U1,P1和P2兩金屬板間距離為d,兩板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,測(cè)出照相底片上的條紋到狹縫S3的距離為L(zhǎng)。求:(1)粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度大小v1;(2)P1和P2兩金屬板間電壓U2;(3)經(jīng)S3垂直進(jìn)入的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。答案(1)2qU1

12、m(2)B1d2qU1m(3)2L2mU1q9.物理學(xué)對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的研究促進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,提高了人們的生活水平。(1)現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備中常常利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子由靜止經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后射出(忽略電子所受重力)。a.如圖甲所示,若電子從加速電場(chǎng)射出后沿平行極板的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng),板間電壓為U,極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),板間距為d,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度的大小v以及射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角的正切值;b.如圖乙所示,若電子從加速電場(chǎng)射出后沿直徑方向進(jìn)入半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里。設(shè)電子射

13、出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與射入時(shí)相比偏轉(zhuǎn)了角,請(qǐng)推導(dǎo)說(shuō)明增大偏轉(zhuǎn)角的方法(至少說(shuō)出兩種)。(2)磁場(chǎng)與電場(chǎng)有諸多相似之處。電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=Fq,請(qǐng)你由此類(lèi)比,從運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力F洛出發(fā),寫(xiě)出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式;并從宏觀與微觀統(tǒng)一的思想出發(fā)構(gòu)建一個(gè)合適的模型,推理論證該定義式與B=F安IL這一定義式的一致性。答案(1)a.2UemUL2Udb.由a問(wèn)可知,射入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v=2Uem在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),依據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知:evB=mv2R解得R=2UmeB2電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示依據(jù)幾何關(guān)系可知:tan2=rR解得tan2=reB22Um增大偏轉(zhuǎn)角即增大tan2,

14、可采用的方法有:增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B,增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)半徑r,減小加速電壓U(2)由洛倫茲力公式F洛=qvB可知,B=F洛qv根據(jù)題意構(gòu)建模型如下:如圖所示,在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一段固定的長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線,已知導(dǎo)線橫截面積為S,單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n,導(dǎo)線內(nèi)自由電荷的定向移動(dòng)速率為v,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。則導(dǎo)線內(nèi)自由電荷數(shù)N=nSL,安培力與洛倫茲力的關(guān)系為F安=NF洛,導(dǎo)線內(nèi)電流的微觀表達(dá)式為I=nqSv,聯(lián)立上面4式可得B=F洛qv=F安Nqv=F安nSLqv=F安IL,即定義式B=F洛qv與B=F安IL這一定義式是一致的。煉技法【方法集訓(xùn)】方法1帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法1.

15、如圖所示,有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,O為圓的圓心,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。帶電荷量相等的兩個(gè)正、負(fù)離子a、b,以不同的速率沿著PO方向進(jìn)入磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。不計(jì)離子之間的相互作用及重力。a與b比較,下列判斷正確的是()A.a為正離子,b為負(fù)離子B.b的速率較大C.a在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大D.b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)答案B2.如圖甲所示,圓盒為電子發(fā)射器,厚度為h,M處是電子出射口,它是寬度為d、長(zhǎng)為圓盒厚度的狹縫。其正視截面如圖乙所示,D為絕緣外殼,整個(gè)裝置處于真空中,半徑為a的金屬圓柱A可沿半徑向外均勻發(fā)射速率為v的低能電子;與A同軸放置的金屬網(wǎng)C的半徑為b。不需要電子射出時(shí),可用磁場(chǎng)將電

16、子封閉在金屬網(wǎng)以?xún)?nèi);若需要低能電子射出時(shí),可撤去磁場(chǎng),讓電子直接射出;若需要高能電子,撤去磁場(chǎng),并在A、C間加一徑向電場(chǎng),使其加速后射出。不考慮A、C的靜電感應(yīng)電荷對(duì)電子的作用和電子之間的相互作用,忽略電子所受重力和相對(duì)論效應(yīng),已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e。(1)若需要速度為kv(k1)的電子通過(guò)金屬網(wǎng)C發(fā)射出來(lái),在A、C間所加電壓U是多大?(2)若A、C間不加電壓,要使由A發(fā)射的電子不從金屬網(wǎng)C射出,可在金屬網(wǎng)內(nèi)環(huán)形區(qū)域加垂直于圓盒平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;(3)若在C、A間不加磁場(chǎng),也不加徑向電場(chǎng)時(shí),檢測(cè)到電子從M射出形成的電流為I,忽略電子碰撞到C、D上的反射效

17、應(yīng)和金屬網(wǎng)對(duì)電子的吸收,以及金屬網(wǎng)C與絕緣殼D間的距離,求圓柱體A發(fā)射電子的功率P。答案(1)(k2-1)mv22e(2)2bmv(b2-a2)e(3)bmIv2de方法2巧用qE=qvB分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的應(yīng)用實(shí)例3.(多選)將一塊長(zhǎng)方體形狀的半導(dǎo)體材料樣品的表面垂直磁場(chǎng)方向置于磁場(chǎng)中,當(dāng)此半導(dǎo)體材料中通有與磁場(chǎng)方向垂直的電流時(shí),在半導(dǎo)體材料與電流和磁場(chǎng)方向垂直的兩個(gè)側(cè)面間會(huì)出現(xiàn)一定的電壓,這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng),產(chǎn)生的電壓稱(chēng)為霍爾電壓,相應(yīng)的將具有這樣性質(zhì)的半導(dǎo)體材料樣品稱(chēng)為霍爾元件。如圖所示,利用電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng),毫安表檢測(cè)輸入霍爾元件的電流,毫伏表檢測(cè)霍爾元件輸出的霍爾電壓。已知圖中的

18、霍爾元件是P型半導(dǎo)體,與金屬導(dǎo)體不同,它內(nèi)部形成電流的“載流子”是空穴(空穴可視為能自由移動(dòng)帶正電的粒子)。圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個(gè)接線端。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合后,電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù),下列說(shuō)法中正確的是()A.電表B為毫伏表,電表C為毫安表B.接線端2的電勢(shì)高于接線端4的電勢(shì)C.若調(diào)整電路,使通過(guò)電磁鐵和霍爾元件的電流與原電流方向相反,但大小不變,則毫伏表的示數(shù)將保持不變D.若適當(dāng)減小R1、增大R2,則毫伏表示數(shù)一定增大答案BC4.回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間接交流電源,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過(guò)狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì),

19、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為q(質(zhì)子初速度很小,可以忽略),在加速器中被加速,加速電壓為U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用,求:(1)質(zhì)子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度大小v1;(2)質(zhì)子在電場(chǎng)中最多被加速的次數(shù);(3)要使質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)都被加速,則交流電源的周期為多大?在實(shí)際裝置設(shè)計(jì)中,可以采取哪些措施盡量減少帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。答案(1)質(zhì)子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理有12mv12=qU解得v1=2qUm(2)設(shè)質(zhì)子在D形盒中的最大速度為vm,在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力即mvm2R=qvmB解得vm=qBRm質(zhì)子的最大動(dòng)能為Ek=12m

20、vm2代入數(shù)據(jù)得Ek=q2B2R22m質(zhì)子每經(jīng)過(guò)一次電場(chǎng)被加速一次,每次獲得動(dòng)能為Ek1=qU設(shè)最多被加速N次,所以N=EkEk1=qB2R22Um(3)要使質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)都被加速,則交流電源的周期為質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期,即T=2rv圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,有mv2r=qvB兩式聯(lián)立解得周期T=2mqB質(zhì)子在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),為了減小在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,可以增大初速度、增大加速電壓或減小兩個(gè)D形盒之間的狹縫寬度等。5.如圖所示,某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道,管道寬為d,上、下兩面是絕緣板,前后兩側(cè)M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板,兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連

21、。整個(gè)管道置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向沿z軸正方向。管道內(nèi)始終充滿導(dǎo)電液體(有大量帶電離子),開(kāi)關(guān)S閉合前后,液體均以恒定速率v0沿x軸正方向流動(dòng)。(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),求M、N兩導(dǎo)體板間電壓U0;(2)開(kāi)關(guān)S閉合后,設(shè)M、N兩導(dǎo)體板間液體的電阻為r,導(dǎo)電液體中全部為正離子,且管道中所有正離子的總電荷量為Q。求:a.通過(guò)電阻R的電流I及M、N兩導(dǎo)體板間電壓U;b.所有正離子定向移動(dòng)時(shí)沿y軸方向所受平均阻力的大小f總。答案(1)Bdv0(2)a.Bdv0RR+rb.Qv0BrR+r過(guò)專(zhuān)題【五年高考】A組基礎(chǔ)題組1.(2018北京理綜,18,6分)某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電粒

22、子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后,做勻速直線運(yùn)動(dòng);若僅撤除電場(chǎng),則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列因素與完成上述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的是()A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向B.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C.粒子的電性和電荷量D.粒子入射時(shí)的速度答案C2.(2016北京理綜,17,6分)中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在夢(mèng)溪筆談中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針?shù)h,則能指南,然常微偏東,不全南也?！边M(jìn)一步研究表明,地球周?chē)卮艌?chǎng)的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料,下列說(shuō)法不正確的是()A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的

23、帶電宇宙射線粒子有力的作用答案C3.(2014北京理綜,16,6分)帶電粒子a、b在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的動(dòng)量大小相等,a運(yùn)動(dòng)的半徑大于b運(yùn)動(dòng)的半徑。若a、b的電荷量分別為qa、qb,質(zhì)量分別為ma、mb,周期分別為T(mén)a、Tb。則一定有()A.qaqbB.mambC.TaTbD.qama0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E;在ytAOB.tABtAOC.tAOtAC答案C二、非選擇題(14分)12.(2018朝陽(yáng)二模,23)(14分)根據(jù)牛頓力學(xué)經(jīng)典理論,只要物體的初始條件和受力情況確定,就可以預(yù)知物體此后的運(yùn)動(dòng)情況。(1)如圖1所示,空間存在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(

24、垂直紙面向里),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)速度的大小為v,方向水平向左。不計(jì)粒子所受重力。求粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r和周期T。(2)如圖2所示,空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(垂直紙面向里),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子所受重力。a.若該帶電粒子在場(chǎng)中做水平向右的勻速直線運(yùn)動(dòng),求該粒子速度v的大小;b.若該粒子在M點(diǎn)由靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)將比較復(fù)雜。為了研究該粒子的運(yùn)動(dòng),可以應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法,將它為0的初速度分解為大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的最大距離ym和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速率vm。答案(1)mvqB2mqB(2)a.EBb.2mEqB22EB29