（江苏专用）2019高考物理二轮复习 要点回扣 专题12 磁场学案

要点12磁场规律要点1.基本概念及相关应用2.圆周运动中有关对称规律(1)从直线边界射入匀强磁场的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等，如图1甲、乙、丙所示。(2)在圆形磁场区域内，沿半径射入的粒子，必沿半径射出，如图丁所示。图13.磁发散和磁聚焦：当粒子做圆周运动的半径与圆形磁场的半径相等时，会出现磁发散或磁聚焦现象，即当粒子由圆形磁场的边界上某点以不同速度射入磁场时，会平行射出磁场，如图2甲所示；当粒子平行射入磁场中时，会在圆形磁场中汇聚于圆上一点，如图乙所示。图24.环状磁场区域规律要点(1)径向出入：带电粒子沿(逆)半径方向射入磁场，若能返回同一边界，则一定逆(沿)半径方向射出磁场，如图3甲、乙所示。(2)最值相切：一群粒子沿环状的半径方向从中空区域射入磁场，不能穿越磁场的最大速度对应轨迹如图丙所示；沿各方向从中空区域射入磁场区的所有粒子都不能穿越磁场的最大速度对应轨迹如图丁所示。图35.用动圆法解临界问题(1)定圆旋转法：当带电粒子射入磁场时的速率v大小一定，但射入的方向变化时，粒子做圆周运动的轨道半径R是确定的。在确定粒子运动的临界情景时，可以以入射点为定点，将轨迹圆旋转，作出一系列轨迹，从而探索出临界条件。如图4所示为粒子进入单边界磁场时的情景。图4(2)动态放缩法：当带电粒子射入磁场的方向确定，但射入时的速度v大小或磁场的强弱B变化时，粒子做圆周运动的轨道半径R随之变化。在确定粒子运动的临界情景时，可以以入射点为定点，将轨道半径放缩，作出一系列的轨迹，从而探索出临界条件。如图5所示，粒子进入长方形边界OABC从BC边射出的临界情景为和。图5保温训练1.(2016北京高考)中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图6。结合上述材料，下列说法不正确的是()图6A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用解析地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故选项C说法不正确。答案C2.(2018无锡模拟)洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度、洛伦兹力及磁场的方向，虚线圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是()解析由粒子的速度和磁场方向，根据左手定则判断得知，A图中洛伦兹力指向圆心，提供向心力，故选项A正确；B图中洛伦兹力向上背离圆心，粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动，故选项B错误；C图中洛伦兹力向左背离圆心，粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动，故选项C错误；D图中洛伦兹力方向不指向圆心，粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动，故选项D错误。答案A3.(多选)(2018江苏无锡联考)如图7所示，在边界MN的两侧分别有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小不同，两个粒子从边界上的O点同时向上以垂直于边界的速度射入磁场，两个粒子在磁场中做圆周运动的半径不同，结果两个粒子同时分别到达边界上的A点和B点，则()图7A.两粒子的速度大小相等B.两粒子的质量相同C.两粒子的比荷相同D.两粒子在以后的运动中都会同时到达边界MN答案CD4.(多选)(2018江苏如皋中学调研)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是()图8A.减小狭缝间的距离B.增大磁场的磁感应强度C.增大D形金属盒的半径D.增大匀强电场间的加速电压答案BC5.(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各量间关系的是()解析匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同，不随F或IL而发生变化，故选项B正确，D错误；由于导线垂直于磁场，有B，即FILB。可见在B不变的情况下F与IL成正比，所以选项A错误，C正确。答案BC6.(多选)(2018洛阳联考)如图9是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图。三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来，它们之中的任意两根可与导体棒和电源构成回路。认为导体棒所在位置附近为匀强磁场，最初细导线1、4接在直流电源上，电源没有在图中画出。关于接通电源时可能出现的实验现象，下列叙述正确的是()图9A.改变电流方向同时改变磁场方向，导体棒摆动方向将会改变B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向，导体棒摆动方向一定改变C.增大电流同时并改变接入导体棒上的细导线，接通电源时，导体棒摆动幅度一定增大D.仅拿掉中间的磁铁，导体棒摆动幅度减小解析根据左手定则判断可知，改变电流方向同时改变磁场方向，导体棒摆动方向不会改变，选项A错误；仅改变电流方向或者仅改变磁场方向，导体棒摆动方向一定改变，选项B正确；增大电流同时并改变接入导体棒上的细导线，结合题意可知，导体棒在磁场中的有效长度减小，则接通电源时，导体棒摆动幅度不一定增大，选项C错误；仅拿掉中间的磁铁，导体棒所受安培力减小，摆动幅度减小，选项D正确。答案BD7.(多选)如图10所示是质谱仪的工作原理示意图。加速电场的电压为U，速度选择器中的电场强度为E，磁感应强度为B1，偏转磁场的磁感应强度为B2，一电荷量为q的带正电的粒子在加速电场中加速后进入速度选择器，刚好能从速度选择器进入偏转磁场做圆周运动，测得直径为d，照相板上有记录粒子位置的胶片。下列表述正确的是()图10A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.粒子在速度选择器中做匀加速直线运动C.所有粒子进入偏转磁场时的速度相同D.粒子质量为解析质谱仪是分析同位素的重要工具，选项A正确；经过速度选择器时可知能通过狭缝的带电粒子做匀速直线运动且速率等于，故选项B错误，C正确；粒子通过速度选择器有qEqvB1，进入偏转磁场后，洛伦兹力提供向心力有qvB2m，而r，解得m，选项D正确。答案ACD6