2017-2018学年高中物理第三章磁场章末复习课练习新人教版选修3-1

1、第三章磁场-提纲挈领 复习知识-【知识体系】广宜由运动电荷产生持在于画本或通电导体周围的-种特殊物质I住质:对处在逾场中的电荷 （或通电导体）有力的作用大小：F=*代Esm乩日为_与_的夹角方向，由左手宦则判断 作用*|特点:洛伦兹力不做功洛伦兹力 特例:沿着与雄场垂直的方向射入硯场的带电粒子.住匀强毬场中做匀速圆周运动：押15=切旦” 丁二r - -应用:质谱慣、回握加速器总结归纳提升能力主题一安培力作用下物体的平衡1 分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直.2.般是先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注 在图上，然后根据平衡 条件

2、列方程.【典例 1】（2015 江苏卷）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NM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題场*定蚤描述、描述意义:表征匿场性质的物理量磁感应强度定义式注=（E丄L）| -II方向：小磁针静止时极所指的方向.谨通量期=形蒙描述:雀感哉-比肚更场0).粒子沿纸面以大小为v的速度从0M勺某点向左上方射入磁场，7解析：设质子的质量数和电荷数分别为m、q1, 一价正离子的质量数和电荷数为m、q2,速度与0眦 30角.已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有

3、一个交点，并从OMk另一点射出磁场，不计重力.粒子离开磁场的射点到两平面交线O的距离为（mv3mv2mv4mvA.2BqB.BC.BqD.Bq解析：根据题意，粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，则轨迹与ON相切，设切点为C点，入射点为B点，出射点为A点，粒子在磁场中的轨迹圆心为点，根据几何知识可得AB=2rsin 30=r,则三角形O AB为等边三角形，故/O AB=60，而/MON=30 ，/OCA=90,故CO A为一条直线，所以AOC为直角三角形，故粒子离开磁场2roAC2rmv4mv的出射点到O的距离为AO=sin30 = sin3。 = 4r,而半径公式r=Bq,故距离为Bq答

4、案：D分析考情体验真题统揽考情本章在高考中所占比重比较大.主要从两个方面进行考查， 一个磁场对通电导线的作用力（安培力）在高考考查的频率比较高， 主要考查安培力方向的判断以及大小的计算，也常与力学知识结合起来进行考查. 另一考查点带电粒子在匀强磁场中的运动和在复合场中的运 动也是高考常考的地方，此处也是本章的难点.真题例析（2016 全国I卷）现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感

5、应强度增加到原来的12 倍.此离子和质子的质量比值约为（A. 11B. 12C. 121D. 1448一12;2qU对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得：qU=2mv 0 得v=/ .在磁场中应满足2qvB=ny，由题意，由于两种粒子从同一入口垂直进入磁场，从同一出口垂直离开磁场，故在磁场中做匀速圆周运动的半径应相同.由上式联立求解得匀速圆周运动的半径r=，由于加速电压不变，,r1Bam q21 一，一 ,口m1故一=三、/一 二=：,其中 B= 12B,q1=q2,可得一=不，故一价正离子与质子的2B丫m q11m144质量比约为 144.答案：D针对训练（2015 全国I卷）如图，一长

6、为 10 cm 的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T,方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为2Q.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm ;闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量.、U12V解析：金属棒通电后，闭合回路电流I= = 6 A.R2Q导体棒受到安培力F=BIL= 0.06 N.根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下._

7、2开关闭合前 2xkx0.5x10 mi=mg开关闭合后 2xkx（0.5 + 0.3）x10 m=m叶F.m= 0.01 kg.- 章末集训迎战两考-1.（2016 全国H卷）一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示.图中直径MN勺两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成 304-:弟ASTJXXXXXX9角当筒转过 90时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒不计重力若粒子在筒内未与筒壁10轨道半径变大，根据角速度3=R可判断角速度变小，选项 D 正确.答案：D4.（2015 上海卷）如

8、图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和 2I，此时a受到的磁场力为F,若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为 _发生碰撞，贝帰电粒子的比荷为3A.3B3B.2B答案：A2. (2015全国n卷）（多选）有两个匀强 磁场区域I和n,i中的磁感应强度是n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I中运动的电子相比，n中的电子（）A. 运答案：AC3. （2015 全国I卷）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较弱磁场区域后，粒子的（）A. 轨道半径减小，角速度增大B.

9、 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2解析：由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受到洛伦兹力作用，即qvB=nVR,轨道半mv径R=qB，洛伦兹力不做功，从较强到较弱速度大小不变，但磁感应强度变小,( )11a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F,则此时b受到的磁场力为 _ .解析：物体间力的作用是相互的，物体间的相互作用力大小相等，方向相反，a受到的磁场力为F,则b受到的磁场力也为一F.当加入匀强磁场后，a受到的磁场力为 2F,可能新 加入的磁场对a产生的力F,对b产生的便为 2Fi.对a：Fi可

10、能等于F且与F同向；也可能 为 3F与F反向对b:磁场力的合力：3F或 5F.答案：F 3F或 5F5.(2016 海南卷)如图，A、C两点分别位于x轴和y轴上，/OC/V30,OA勺长度为L.在厶OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场. 质量为m电荷量为q的带正电粒子， 以平行于y轴的方向从OA边射入磁场.已知粒子从某点射入时，恰好垂直于OC边射出磁场， 且粒子在磁场中运动的时间为to,不计重力.(1) 求磁场的磁感应强度的大小；(2) 若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从OC边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；5(3) 若粒子从某点射入磁场后，其运

11、动轨迹与AC边相切，且在磁场内运动的时间为-to,求粒子此次入射速度的大小.解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间to内其速度方向改变了 90,故其周期T= 4t0.设磁感应强度大小为B,粒子速度为v,圆周运动的半径为r.由洛伦兹力公式和牛顿定律得2vqvB=m.rQr匀速圆周运动的速度满足v=二.联立式得B=m2qt012设粒子从OA边两个不同位置射入磁场，能从OG边上的同一点P射出磁场，粒子在磁场中运动的轨迹如图(a)所示.设两轨迹所对应的圆心角分别为0i和02.由几何关系有0i=180 - 02.粒子两次在磁场中运动的时间分别为tl与t2，则tl+t2=T= 2t0.(3)如图(b),