《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題八 磁場、帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運動學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題八 磁場、帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運動學(xué)案（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題八磁場、帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運動江蘇卷考情導(dǎo)向考點考題考情磁場的性質(zhì)2015年T4考查通電導(dǎo)體在磁場中受到的安培力、力的平衡2017年T1考查磁通量的定義式和公式BS的適用范圍1近五年高考本專題命題形式為選擇題和計算題形式，且計算題較多2命題考查點集中在磁場對電流的作用，磁場對運動電荷的作用及洛倫茲力作用下圓周運動的周期、半徑問題帶電粒子在有界磁場中運動的臨界問題帶電粒子在勻強磁場中的運動2014年T14考查帶電粒子在磁場中的運動帶電粒子在復(fù)合場中的運動2017年T15考查動能定理與牛頓第二定律的應(yīng)用、帶電粒子在組合場中的運動2016年T15考查帶電粒子在勻強磁場中的運動和回旋加速器

2、的工作原理2015年T15考查動能定理與牛頓第二定律的應(yīng)用、帶電粒子在組合場中的運動2014年T9考查霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用、電勢差2013年T15考查帶電粒子在交變電磁場中的運動考點1| 磁場的性質(zhì)難度：較易 題型：選擇題、計算題 五年2考(對應(yīng)學(xué)生用書第36頁)1(2015江蘇高考T4)如圖81所示，用天平測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()圖81【解題關(guān)鍵】解此題的關(guān)鍵有以下兩點：(1)邊長MN相同，但四個線圈在磁場中的有效長度不同(2)線圈電

3、流相同，磁場發(fā)生變化時，線圈所受安培力也發(fā)生相應(yīng)變化A磁場發(fā)生微小變化時，因各選項中載流線圈在磁場中的面積不同，由法拉第電磁感應(yīng)定律Enn知載流線圈在磁場中的面積越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，載流線圈中的電流變化越大，所受的安培力變化越大，天平越容易失去平衡，由題圖可知，選項A符合題意2(2017江蘇高考T1)如圖82所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為() 【導(dǎo)學(xué)號：17214131】圖82A11B12C14 D41A根據(jù)BS，S為有磁感線穿過區(qū)域的有效面積，因此a、b兩線圈的有效面積相等，故磁通量之比

4、ab11，選項A正確1FBILsin (為B、I間的夾角)，高中只要求掌握0(不受安培力)和90兩種情況(1)公式只適用于勻強磁場中的通電直導(dǎo)線或非勻強磁場中很短的通電導(dǎo)線(2)當(dāng)I、B夾角為0時F0當(dāng)電流與磁場方向垂直時，安培力最大，為FBIL(3)L是有效長度閉合的通電導(dǎo)線框在勻強磁場中受到的安培力F0(4)安培力的方向利用左手定則判斷2洛倫茲力的特點(1)洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只改變速度方向，不改變速度大小，即洛倫茲力永不做功(2)僅電荷運動方向發(fā)生變化時，洛倫茲力的方向也隨之變化(3)用左手定則判斷負(fù)電荷在磁場中運動所受的洛倫茲

5、力時，要注意將四指指向電荷運動的反方向3洛倫茲力的大小(1)vB時，洛倫茲力F0(0或180)(2)vB時，洛倫茲力FqvB(90)(3)v0時，洛倫茲力F0考向1磁場的基本性質(zhì)1(2017南通模擬)如圖83所示為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以O(shè)點(圖中白點)為坐標(biāo)原點沿Z軸正方向磁感應(yīng)強度B的大小變化情況最有可能是圖中的() 【導(dǎo)學(xué)號：17214132】圖83ABCDC磁感線的疏密表示磁場的強弱，所以沿Z軸正方向磁感應(yīng)強度B的大小是先變小后變大由于題目中問的是磁感應(yīng)強度B的大小，故C正確考向2通電導(dǎo)體在磁場中的運動2(2017寧城縣模擬)如圖84所示，絕緣水平桌面上放置一長直導(dǎo)線

6、a，導(dǎo)線a的正上方某處放置另一長直導(dǎo)線b，導(dǎo)線a中電流垂直紙面向里，導(dǎo)線b中電流垂直紙面向外，導(dǎo)線中均為恒定電流，現(xiàn)將導(dǎo)線b水平向右平移一小段距離后，導(dǎo)線a始終保持靜止，則()圖84A導(dǎo)線b受到的安培力方向始終豎直向下B導(dǎo)線b受到的安培力增大C導(dǎo)線a對桌面的壓力增大D導(dǎo)線a對桌面的摩擦力方向水平向左Da與b的電流方向相反，根據(jù)電流與電流之間的相互作用力的特點可知，a與b之間的力為排斥力；當(dāng)b水平向右平移時，導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁場方向在b點為向右下方，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線b受到的安培力方向不在豎直方向上，故A錯誤；由于a、b間的距離增大，故a在b處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小減小，根據(jù)安培力FBIL可知，受

7、到的安培力逐漸減小，故B錯誤；當(dāng)b水平向右平移時，a、b間的距離增大，b在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小減小，a受到的安培力減小且方向仍然在兩根導(dǎo)線連線的方向上，根據(jù)力的合成可知，導(dǎo)線對桌面的壓力減小，且受到的摩擦力向右，故導(dǎo)線a對桌面的摩擦力向左，故C錯誤，D正確考向3洛倫茲力的應(yīng)用3(2017蘇錫常二模)如圖85，一束電子沿某坐標(biāo)軸運動，在x軸上的A點處產(chǎn)生的磁場方向沿z軸正方向，則該束電子的運動方向是() 【導(dǎo)學(xué)號：17214133】圖85Az軸正方向 Bz軸負(fù)方向Cy軸正方向 Dy軸負(fù)方向C在x軸上的A點處產(chǎn)生的磁場方向沿z軸正方向，根據(jù)安培定則可知，形成的電流方向沿y軸負(fù)方向，那么電子流沿

8、y軸正方向運動，故A、B、D錯誤，C正確考點2| 帶電粒子在勻強磁場中的運動難度：中檔題 題型：選擇題、計算題 五年2考(對應(yīng)學(xué)生用書第37頁)3(2014江蘇高考T14)某裝置用磁場控制帶電粒子的運動，工作原理如圖86所示裝置的長為L，上下兩個相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B、方向與紙面垂直且相反，兩磁場的間距為d裝置右端有一收集板，M、N、P為板上的三點，M位于軸線OO上，N、P分別位于下方磁場的上、下邊界上在紙面內(nèi)，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入，方向與軸線成30角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次，恰好到達(dá)P點改變粒子入射速度的大小，可以控制粒子到達(dá)收

9、集板上的位置不計粒子的重力圖86(1)求磁場區(qū)域的寬度h；(2)欲使粒子到達(dá)收集板的位置從P點移到N點，求粒子入射速度的最小變化量v；(3)欲使粒子到達(dá)M點，求粒子入射速度大小的可能值 【導(dǎo)學(xué)號：17214134】【解題關(guān)鍵】關(guān)鍵語句信息解讀以某一速度從裝置左端的中點射入，恰好到達(dá)P點由幾何關(guān)系可求得寬度改變粒子入射速度的大小，可以控制粒子到達(dá)收集板上的位置可求得兩次速度大小【解析】(1)設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為r，粒子的運動軌跡如圖所示根據(jù)題意知L3rsin 303dcos 30，且磁場區(qū)域的寬度hr(1cos 30)解得：h(2)設(shè)改變?nèi)肷渌俣群罅Ｗ釉诖艌鲋械能壽E半徑為r，洛倫茲力提供向

10、心力，則有mqvB，mqvB，由題意知3rsin 304rsin 30，解得粒子速度的最小變化量vvv(3)設(shè)粒子經(jīng)過上方磁場n次由題意知L(2n2)dcos 30(2n2)rnsin 30且mqvnB，解得vn【答案】(1)(2)(3)“4點、6線、3角”巧解帶電粒子在勻強磁場中的運動圖87(1)4點：入射點B、出射點C、軌跡圓心A、入射速度直線與出射速度直線的交點O(2)6線：圓弧兩端點所在的軌跡半徑r，入射速度直線和出射速度直線OB、OC，入射點與出射點的連線BC，圓心與兩條速度直線交點的連線AO(3)3角：速度偏轉(zhuǎn)角COD、圓心角BAC、弦切角OBC，其中偏轉(zhuǎn)角等于圓心角，也等于弦切角

11、的兩倍考向1磁偏轉(zhuǎn)的基本問題4(2017宜興市模擬)如圖88，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到過O點的豎直屏P上不計重力下列說法正確的有()圖88Aa、b均帶負(fù)電Ba在磁場中飛行的時間比b的短Ca在磁場中飛行的路程比b的短Da在P上的落點與O點的距離比b的近Da、b粒子的運動軌跡如圖所示：粒子a、b都向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知，a、b均帶正電，故A錯誤；由r可知，兩粒子半徑相等，根據(jù)圖中兩粒子運動軌跡可知，a粒子運動軌跡長度大于b粒子運動軌跡長度，a在磁場中飛行的時間比b的長，故B、C錯誤；根據(jù)運動軌跡可知，在P上的落點與O點的距離a比b的近，故D正

12、確考向2磁偏轉(zhuǎn)的臨界問題5(2017泰州三模)科研人員常用磁場來約束運動的帶電粒子，如圖89所示，粒子源位于紙面內(nèi)一邊長為a的正方形中心O處，可以沿紙面向各個方向發(fā)射速度不同的粒子，粒子質(zhì)量為m、電荷量為q、最大速度為v，忽略粒子重力及粒子間相互作用，要使粒子均不能射出正方形區(qū)域，可在此區(qū)域加一垂直紙面的勻強磁場，則磁感應(yīng)強度B的最小值為()圖89ABC DC粒子在勻強磁場中運動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，則有：Bvq，所以，R；粒子做圓周運動，圓上最遠(yuǎn)兩點之間的距離為2R；而O到邊界的最短距離為a，要使粒子均不能射出正方形區(qū)域，則2Ra，即a，所以B，故磁感應(yīng)強度B的最小值為，故A、B、D錯誤，C

13、正確考向3磁偏轉(zhuǎn)中的多過程問題6(2017欽南區(qū)月考)如圖810所示，a、b是兩個勻強磁場邊界上的兩點，左邊勻強磁場的磁感線垂直紙面向里，右邊勻強磁場的磁感線垂直紙面向外，兩邊的磁感應(yīng)強度大小相等電荷量為2e的正離子以某一速度從a點垂直磁場邊界向左射出，當(dāng)它運動到b點時，擊中并吸收了一個處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子，不計正離子和電子的重力且忽略正離子和電子間的相互作用，則它們在磁場中的運動軌跡是() 【導(dǎo)學(xué)號：17214135】圖810ABCDD正離子以某一速度擊中并吸收靜止的電子后，速度保持不變，電荷量變?yōu)閑，由左手定則可判斷出正離子過b點時所受洛侖茲力向下；由r可得，電量減半，則半徑增大到原來的2倍

14、，故磁場中的運動軌跡為D考點3| 帶電粒子在復(fù)合場中的運動難度：較難 題型：選擇題、計算題 五年5考(對應(yīng)學(xué)生用書第38頁)4(2016江蘇高考T15)回旋加速器的工作原理如圖811甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R兩盒間狹縫的間距為d，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直被加速粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為U0，周期T一束該種粒子在t0時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運動，不考慮粒子間的相互作用求：甲乙圖811(1)出射粒子的動能Em；(2)粒子從飄入狹縫至動能達(dá)到Em

15、所需的總時間t0；(3)要使飄入狹縫的粒子中有超過99%能射出，d應(yīng)滿足的條件 【導(dǎo)學(xué)號：17214136】【解題關(guān)鍵】解此題的關(guān)鍵有以下三點：(1)粒子以半徑R運動時對應(yīng)粒子的動能最大(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期恒定不變(3)粒子在狹縫間做勻加速直線運動【解析】(1)粒子運動半徑為R時qvBm且Emmv2解得Em(2)粒子被加速n次達(dá)到動能Em，則EmnqU0粒子在狹縫間做勻加速運動，設(shè)n次經(jīng)過狹縫的總時間為t加速度a勻加速直線運動ndat2由t0(n1)t，解得t0(3)只有在0(t)時間內(nèi)飄入的粒子才能每次均被加速則所占的比例為由99%，解得d【答案】(1)(2)(3)d5(2

16、013江蘇高考T15)在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶龊痛艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制如圖812甲所示的xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間t作周期性變化的圖象如圖乙所示x軸正方向為E的正方向，垂直紙面向里為B的正方向在坐標(biāo)原點O有一粒子P，其質(zhì)量和電荷量分別為m和q，不計重力在t時刻釋放P，它恰能沿一定軌道做往復(fù)運動(1)求P在磁場中運動時速度的大小v0；(2)求B0應(yīng)滿足的關(guān)系；(3)在t0(0t00表示電場方向豎直向上t0時，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運動到Q點后，做一次完整的圓周運動，再沿直線運動到右邊界上

17、的N2點Q為線段N1N2的中點，重力加速度為g上述d、E0、m、v、g為已知量圖820(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強度B的大??；(2)求電場變化的周期T；(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運動過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值信息解讀有界電磁場t0時刻電場的方向豎直向下帶正電微粒做勻速運動，qvBE0qmg電場力與重力平衡，洛倫茲力充當(dāng)向心力，即E0qmg，qvBm粒子仍能做完整的圓周運動，寬度d的臨界條件d2R考生抽樣閱卷點評點評內(nèi)容點評1在第(1)問的求解中能正確把握帶電粒子的受力及運動規(guī)律，可得滿分點評2在第(2)問中，對電場變化周期的理解出現(xiàn)問題，誤認(rèn)為通過區(qū)域d的時間為電場變化

18、周期，式子出錯，去掉式結(jié)果分可得分點評3第(3)問中出現(xiàn)對過程的判斷錯誤，只能判零分規(guī)范解答【解析】(1)微粒做直線運動，則mgqE0qvB(2分)微粒做圓周運動，則mgqE0(2分)聯(lián)立得q(1分)B(1分)(2)設(shè)微粒從N1運動到Q的時間為t1，做圓周運動的周期為t2，則vt1(2分)qvBm(2分)2Rvt2(2分)聯(lián)立得t1，t2(2分)電場變化的周期Tt1t2(1分)(3)若微粒能完成題述的運動過程，要求d2R(1分)聯(lián)立得R(1分)設(shè)在N1Q段直線運動的最短時間為t1min，由得t1min(1分)因t2不變，T的最小值Tmint1mint2(2分)【答案】見解析評分標(biāo)準(zhǔn)(1)方程順序調(diào)換，只要正確不減分(2)兩式用T代替，將式代入T計算，只要正確不影響得分，但若沒代入兩式減其結(jié)果分，只給方程分(3)題目中沒有直接出現(xiàn)式而是文字描述方式，結(jié)果正確不影響得分24