磁场性质及带电粒子在磁场中的运动课件

第第7 7讲磁场性质及讲磁场性质及带电粒子带电粒子 在在磁场中的运动磁场中的运动专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练核心梳理-2-专题知识脉络能力目标解读专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练核心梳理-3-专题知识脉络能力目标解读专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-4-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点一对磁场性质和磁场力的考查专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-5-命题热点一命题热点二命题热点三典例剖析【例1】(2015重庆理综,7)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机,如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等,某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-6-命题热点一命题热点二命题热点三(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向。(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率。分析推理此时安培力的大小与匝数有关吗?如何确定安培力的方向?分析结论:有关。分析结论:左手定则。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-7-命题热点一命题热点二命题热点三规范解答专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-8-命题热点一命题热点二命题热点三以题说法本题为以安培力为核心的计算题。分析此类题目要注意以下要点:(1)看清磁场方向,没有直接给出磁场方向的要按照安培定则确定,同时要记住地磁场磁感线分布规律;(2)安培力的大小应用F安=nBIL计算,方向通过左手定则判定;(3)安培力作为一种性质力,可以和其他考点相联系命制综合题目,考查学生综合应用能力,如本题第(2)问是安培力与功率考点的综合;(4)安培力作为一种性质力,可以作为动力,也可以作为阻力,可以对物体做正功,也可以做负功。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-9-命题热点一命题热点二命题热点三迁移训练1-1.(2015海南单科,1)如图,a是竖直平面P上的一点。P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点。P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右 答案解析解析关闭因磁铁S极朝向a点,故a处磁场方向垂直纸面向外,电子向右经过a点的瞬间,由左手定则可以判定条形磁铁的磁场对电子的作用力方向向上,故A正确。答案解析关闭A专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-10-命题热点一命题热点二命题热点三1-2.(2015江苏单科,4)如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()答案解析解析关闭由于线圈匝数相同,线圈中电流大小相等,由F安=nBIL可知线圈容易失去平衡的是处在磁场中有效长度大的,本题只有选项A正确。答案解析关闭A专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-11-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点二带电粒子在磁场中的圆周运动带电粒子在磁场中的圆周运动问题主要分为有界磁场问题和无界磁场问题,无界磁场问题相对较简单,通常高考命题往往通过有界磁场考查考生对粒子运动的可能性分析、时空分析,即要求考生能从时间和空间两个维度来思考问题、解决问题。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-12-命题热点一命题热点二命题热点三 答案解析解析关闭 答案解析关闭B专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-13-命题热点一命题热点二命题热点三分析推理两种粒子质量之比为多少?电荷量之比为多少?粒子运动半径的决定式如何?粒子运动周期的决定式如何?分析结论:两种粒子质量之比为41,电荷量之比为21。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-14-命题热点一命题热点二命题热点三以题说法带电粒子在磁场中的运动的一般方法1.找圆心:用几何方法确定圆心的位置,画出运动轨迹。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-15-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-16-命题热点一命题热点二命题热点三迁移训练2-1.(2015全国理综,14)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的()A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小 答案解析解析关闭 答案解析关闭D专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-17-命题热点一命题热点二命题热点三2-2.(不定项)(2015全国理综,19)有两个匀强磁场区域和,中的磁感应强度是中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与中运动的电子相比,中的电子()A.运动轨迹的半径是中的k倍B.加速度的大小是中的k倍C.做圆周运动的周期是中的k倍D.做圆周运动的角速度与中的相等 答案解析解析关闭 答案解析关闭AC专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-18-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点三带电粒子在匀强磁场中的临界和极值问题解决带电粒子在有界磁场中运动的临界问题时应该注意以下三个几何关系:刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。当粒子的运动速率v一定时,粒子经过的弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。当粒子的运动速率v变化时,带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹对应的圆心角越大,其在磁场中的运动时间越长。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-19-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-20-命题热点一命题热点二命题热点三分析推理电场力对带电粒子做功多少?存在什么定量关系?若粒子运动轨迹与小圆相切,有几种情况?分析结论:2种情况。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-21-命题热点一命题热点二命题热点三规范解答专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-22-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-23-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-24-命题热点一命题热点二命题热点三以题说法本题属于带电粒子在匀强磁场中的临界和极值问题,要特别注意应用动态圆画临界轨迹的方法,主要是以下两种情况:如图所示,一束带负电的粒子以速度v垂直进入匀强磁场,若初速度v方向相同,大小不同,所有粒子运动轨迹的圆心都在垂直于初速度方向的直线上,速度增大时,轨道半径随之增大,所有粒子的轨迹组成一组动态的内切圆,与右边界相切的圆即为临界轨迹。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-25-命题热点一命题热点二命题热点三如图所示,一束带负电的粒子以速度v垂直进入匀强磁场,若初速度v大小相同,方向不同,则所有粒子运动的轨迹半径相同,但不同粒子的圆心位置不同,其共同规律是所有粒子的圆心都在以入射点O为圆心、以轨道半径为半径的圆上,从而可以找出动态圆的圆心轨迹。利用动态圆可以画出粒子打在边界上的最高点和最低点。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-26-命题热点一命题热点二命题热点三迁移训练3-1.(不定项)(2015四川理综,7)如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.010-4T。电子质量m=9.110-31kg,电荷量e=-1.610-19C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则()A.=90时,l=9.1cmB.=60时,l=9.1cmC.=45时,l=4.55cmD.=30时,l=4.55cm专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-27-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-28-命题热点一命题热点二命题热点三答案:AD 专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-29-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-30-命题热点一命题热点二命题热点三(1)求区的加速电压及离子的加速度大小;(2)为取得好的电离效果,请判断区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);(3)为90时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率vmax与角的关系。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-31-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-32-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练高频考点-33-命题热点一命题热点二命题热点三专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练新题演练-34-12341.(不定项)(2015全国理综,18)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转 答案解析解析关闭任何磁体都有N、S两个磁极,选项A错误;在指南针正上方沿指针方向放置一直导线,受导线电流磁场的影响,指南针会发生偏转,选项D错误。答案解析关闭BC专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练新题演练-35-12342.如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空。当左右两个电极连接到高压电源时,阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极,挡板上有一个扁平的狭缝,电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线,电子束掠射到荧光板上,显示出电子束的径迹。现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验,下列对该实验的说法正确的是()A.没有施加磁场时,电子束的径迹是一条抛物线B.若图中左侧是阴极射线管的阴极,加上图示的磁场,电子束会向上偏转C.施加磁场后,根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向,可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性D.施加磁场后,结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹,可以判断出磁场的方向,但无法判断出磁场的强弱 答案解析解析关闭没有施加磁场时,电子束只受电场力,在电场力作用下做加速直线运动,选项A错误;因为左边是阴极,右边是阳极,所以电子在阴极管中的运动方向是从左到右,产生的电流方向是从右到左(注意是电子带负电),根据左手定则可知,电子在洛伦兹力作用下轨迹向下偏转,选项B错误;根据轨迹和左手定则即可判断阴极射线管两个电极的极性,选项C正确;施加磁场后,结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹,可以判断出磁场的方向,根据曲率半径可判断出磁场强弱,选项D错误。答案解析关闭C专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练新题演练-36-12343.如图所示,若粒子(不计重力)能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动,则可以判断()A.粒子在运动过程中机械能逐渐减小B.如粒子带正电,则粒子做顺时针运动C.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,运动周期越大D.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,圆周运动半径越大 答案解析解析关闭 答案解析关闭D专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练新题演练-37-12344.如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.010-8kg、电荷量为q=1.010-6C的带电粒子,从静止开始经U0=10V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30cm(粒子重力不计,sin37=0.6,cos37=0.8),求:(1)带电粒子到达P点时速度v的大小;(2)若磁感应强度B=2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B满足的条件。专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练新题演练-38-1234甲专题二专题二第第7讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动讲磁场性质及带电粒子在磁场中的运动核心梳理高频考点新题演练新题演练-39-1234