2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)課件學(xué)案練習(xí)（打包12套）.zip,2019,高考,物理,一輪,復(fù)習(xí),第九,磁場(chǎng),課件,練習(xí),打包,12 課時(shí)達(dá)標(biāo)　第25講 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 [解密考綱]考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，對(duì)學(xué)生綜合分析能力要求較高． 1．(多選)電視顯像管上的圖像是電子束打在熒光屏的熒光點(diǎn)上產(chǎn)生的．為了獲得清晰的圖像，電子束應(yīng)該準(zhǔn)確地打在相應(yīng)的熒光點(diǎn)上．電子束飛行過程中受到地磁場(chǎng)的作用，會(huì)發(fā)生我們所不希望的偏轉(zhuǎn)．從電子槍射出后自西向東飛向熒光屏的過程中，關(guān)于電子由于受到地磁場(chǎng)的作用的運(yùn)動(dòng)情況(重力不計(jì))正確的是(　AC　) A．電子受到一個(gè)與速度方向垂直的變力 B．電子在豎直平面內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C．電子向熒光屏運(yùn)動(dòng)的過程中速率不發(fā)生改變 D．電子在豎直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 解析　電子在飛行過程中受到地磁場(chǎng)洛倫茲力的作用，洛倫茲力是變力而且不做功，所以電子向熒光屏運(yùn)動(dòng)的速率不發(fā)生改變，選項(xiàng)A、C正確．又因?yàn)殡娮釉谧晕飨驏|飛向熒光屏的過程中，所受的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量可視為定值，故電子在豎直平面內(nèi)所受洛倫茲力大小不變、方向始終與速度方向垂直，電子在豎直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)并不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤． 2．垂直紙面的長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q通有大小相等、方向如圖所示的恒定電流，MN是P、Q連線的中垂線，O為垂足，現(xiàn)使負(fù)電荷a、b、c、d從O點(diǎn)以速度v向M、N、P、Q四個(gè)方向開始運(yùn)動(dòng)，則(　D　) A．a(chǎn)在O點(diǎn)所受洛倫茲力的方向垂直于紙面向外 B．b在O點(diǎn)所受洛倫茲力的方向垂直于紙面向里 C．c離開O點(diǎn)后所受洛倫茲力的方向垂直于紙面向外 D．d離開O點(diǎn)后所受洛倫茲力的方向垂直于紙面向里 解析　兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，在O點(diǎn)a、b不受洛倫茲力，兩導(dǎo)線在PO段產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向水平向左，在QO段產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向水平向右，c、d離開O點(diǎn)后所受洛倫茲力的方向均垂直于紙面向里，選項(xiàng)D正確． 3．(2017·湖南長(zhǎng)沙模擬)(多選)如圖所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，帶電小球A與B在同一直線上，其中小球B帶正電荷并被固定，小球A與一水平放置的光滑絕緣板C接觸(不黏連)而處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將絕緣板C沿水平方向抽去后，以下說法正確的是(　AB　) A．小球A仍可能處于靜止?fàn)顟B(tài) B．小球A將可能沿軌跡1運(yùn)動(dòng) C．小球A將可能沿軌跡2運(yùn)動(dòng) D．小球A將可能沿軌跡3運(yùn)動(dòng) 解析　小球A最初處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)其受力分析，受重力、彈力(可能為零)、庫(kù)侖力，因重力豎直向下，故庫(kù)侖力向上，可知小球A帶正電．若絕緣板對(duì)小球的彈力為零，則撤去絕緣板后，重力和庫(kù)侖力仍大小相等而方向相反，故小球A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)A正確．若庫(kù)侖力大于重力，小球A會(huì)向上做加速運(yùn)動(dòng)，則可由左手定則判斷選項(xiàng)B正確． 4．如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到底端，速度為v0，若加上一個(gè)垂直紙面指向外的磁場(chǎng)，則滑到底端時(shí)(　B　) A．v變大　　 B．v變小 C．v不變　　 D．不能確定，v的變化 解析　由于帶負(fù)電的物體沿斜面下滑時(shí)受到垂直斜面向下的洛倫茲力作用，故物體對(duì)斜面的正壓力增大，斜面對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力增大．由于物體克服摩擦力做功增大，所以物體滑到底端時(shí)v變小，選項(xiàng)B正確． 5．(2017·浙江寧波一模)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖．若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是(　B　) A．a(chǎn)粒子速率較大 B．b粒子速率較大 C．b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) D．a(chǎn)、b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng) 解析　由洛倫茲力提供向心力可知，速度越大，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越大，因此b粒子的速率較大，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，因此應(yīng)該是a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 6．(2017·廣東廣州模擬)如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)．大量質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子，在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同速率v從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)．這些粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的位置均位于PQ劣弧上，PQ圓弧長(zhǎng)等于磁場(chǎng)邊界周長(zhǎng)的.不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　D　) A． B． C． D． 解析　這些粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得qvB＝；從Q點(diǎn)離開磁場(chǎng)的粒子是這些粒子中離P點(diǎn)最遠(yuǎn)的粒子，由圖中幾何關(guān)系可知：該粒子軌跡圓的圓心O′、磁場(chǎng)圓的圓心O和點(diǎn)P形成一個(gè)直角三角形，由幾何關(guān)系可得r＝Rcos 30°＝R.兩方程聯(lián)立可得B＝，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤． 7．如圖所示是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R的絕緣圓柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向平行于軸線．在圓柱形筒上某一直徑兩端開有小孔M、N，現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為k的正、負(fù)離子，從M孔以α角入射，一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從N孔射出(不考慮離子間的作用力和重力)．則從N孔射出的離子(　B　) A．是正離子，速率為 B．是正離子，速率為 C．是負(fù)離子，速率為 D．是負(fù)離子，速率為 解析　根據(jù)左手定則可判斷出，從N孔射出的離子是正離子，選項(xiàng)C、D可先被排除；從N孔射出的離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角等于入射離子運(yùn)動(dòng)方向的偏向角2α，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可求出，離子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r＝，再根據(jù)洛倫茲力提供向心力有qvB＝，可解得v＝，綜上分析，只有選項(xiàng)B正確． 8．(多選)如圖所示，直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的兩個(gè)粒子沿AB方向自A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則(　BD　) A．從P射出的粒子速度大 B．從Q射出的粒子速度大 C．從P射出的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng) D．兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng) 解析　根據(jù)圖象可知，從Q射出的粒子軌道半徑大，根據(jù)公式r＝可知，當(dāng)粒子比荷相同時(shí)，軌道半徑大的表示入射速度大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；兩粒子入射點(diǎn)的速度方向與運(yùn)動(dòng)軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的弦之間的夾角即弦切角均為∠A，其運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角均為2∠A，所以它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均是各自運(yùn)動(dòng)周期的倍(其中∠A單位取rad)，又根據(jù)公式T＝可知，兩粒子的運(yùn)動(dòng)周期相等，所以兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 9．(多選)利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子，圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng).一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是(　BC　) A．粒子帶正電 B．射出粒子的最大速度為 C．保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大 D．保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大 解析　根據(jù)題意，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后向右偏轉(zhuǎn)，所受洛倫茲力方向向右，根據(jù)左手定則，粒子應(yīng)帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子能夠從右邊縫中射出，則最大半徑為＋，最小半徑為，由于洛倫茲力充當(dāng)向心力，所以qvB＝m，可得：vmax＝，vmin＝，所以，vmax－vmin＝.分析可得，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤． 10．如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑．兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(Ⅰ區(qū))和小圓內(nèi)部(Ⅱ區(qū))均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，上極板開有一小孔．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子由小孔下方處?kù)o止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場(chǎng)，由H點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力． (1)求極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。? (2)若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切，求Ⅰ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 解析　(1)設(shè)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，對(duì)粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得qE·＝mv2，① 由①式得E＝.② (2)設(shè)Ⅰ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由牛頓第二定律得qvB＝m，③ 如圖所示，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切有兩種情況．若粒子軌跡與小圓外切，由幾何關(guān)系得R＝，④ 聯(lián)立③④式得B＝，⑤ 若粒子軌跡與小圓內(nèi)切，由幾何關(guān)系得 R＝，⑥ 聯(lián)立③⑥式得B＝. 答案　(1)　(2)或 11．(2017·福建質(zhì)檢)一光滑絕緣圓形水平桌面，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓心O點(diǎn)放置一帶電小球．已知桌面半徑為r，小球質(zhì)量為m、帶電荷量為q，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B. (1)若小球從O點(diǎn)沿OA方向、以大小為的水平速度v1開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t1從桌子邊緣P點(diǎn)滑離桌面，如圖甲所示，求時(shí)間t1； (2)若小球從O點(diǎn)仍沿OA方向、以某一水平速度v2開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)用一置于桌面上的長(zhǎng)直光滑絕緣玻璃板沿OA方向始終以速度v2勻速推小球，且玻璃板總是與OA方向垂直，小球仍能從P點(diǎn)滑離桌面，如圖乙所示．求速度v2的大小及此過程中玻璃板對(duì)小球所做的功W. 解析　(1)小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力，有 qv1B＝m，可得R＝. 又v1＝，代入解得R＝r， 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 T＝＝， 小球在桌面上運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為θ，如答圖甲，由幾何關(guān)系可知θ＝60°，t1＝T＝. (2)小球在玻璃板的推動(dòng)下，沿OA方向做速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng)、沿玻璃板方向做加速運(yùn)動(dòng)．設(shè)某一時(shí)刻小球的速度為v，方向與OA的夾角為α，如答圖乙．此時(shí)小球所受洛倫茲力大小為F＝qvB，則此時(shí)小球沿玻璃板方向運(yùn)動(dòng)的加速度為 a＝， 由速度分解得vcos α＝v2，故加速度大小為a＝. 可見小球沿玻璃板方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球從O點(diǎn)到P點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則 rsin θ＝v2t，r－rcos θ＝at2，聯(lián)立解得v2＝. 小球到達(dá)P點(diǎn)的速度vP滿足v＝v＋(at)2， 小球所受洛倫茲力不做功，對(duì)小球由動(dòng)能定理有 W＝mv－mv，聯(lián)立可解得W＝. 答案　(1)　(2)　 7