2022届高考物理一轮复习-第22章-磁场章末整合课件-人教大纲版2

磁场磁场的产生磁场的描述章末整合第一页，编辑于星期一：十三点五十三分。第一页，编辑于星期四：二十点三十二分。磁场磁场的描述磁场的作用第二页，编辑于星期一：十三点五十三分。第二页，编辑于星期四：二十点三十二分。图11－11．(2008·宁夏理综，14)在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图11－1所示．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边第三页，编辑于星期一：十三点五十三分。第三页，编辑于星期四：二十点三十二分。解析：本题考查的知识点是右手螺旋定则、磁感应强度的叠加、左手定则．因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向内，根据右手螺旋定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方；b处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方．由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60°，又由于c点距a、b两点的距离相等，a、b处导线中的电流相等，所以产生的两个磁感应强度大小也相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下．由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与ab边垂直，指向左边，故选项C正确．答案：C第四页，编辑于星期一：十三点五十三分。第四页，编辑于星期四：二十点三十二分。图11－22．(2009·重庆卷，19)如图11－2所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、

b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线()第五页，编辑于星期一：十三点五十三分。第五页，编辑于星期四：二十点三十二分。A．相互吸引，fa>fbB．相互排斥，fa>fbC．相互吸引，fa<fbD．相互排斥，fa<fb解析：不管电流方向如何，MM′和NN′两段导线中的电流方向总是相反的，则两段导线始终产生排斥力．又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关接b时的电压高，则电流大，两段导线间产生的安培力也大．答案：D第六页，编辑于星期一：十三点五十三分。第六页，编辑于星期四：二十点三十二分。图11－33．(2008·广东物理卷，4)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图11－3所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙．下列说法正确的是()第七页，编辑于星期一：十三点五十三分。第七页，编辑于星期四：二十点三十二分。A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量解析：本题源于课本而又高于课本，既考查考生对回旋加速器的结构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用规律．

由R＝知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，A项正确，B项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变．磁场的作用是改变离子的速度方向，所以C项错误，D项正确．答案：AD第八页，编辑于星期一：十三点五十三分。第八页，编辑于星期四：二十点三十二分。图11－44．(2009·辽宁、宁夏卷，25)如图11－4所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直．一质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场．粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点．已知OP＝l，OQ＝2l.不计重力．求：

第九页，编辑于星期一：十三点五十三分。第九页，编辑于星期四：二十点三十二分。(1)M点与坐标原点O间的距离；(2)粒子从P点运动到M点所用的时间．解析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，沿y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0；粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则a＝①t1＝②v0＝③

第十页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十页，编辑于星期四：二十点三十二分。其中x0＝2l，y0＝l.又有tanθ＝ ④联立②③④式，得θ＝30° ⑤因为M、O、Q点在圆周上，∠MOQ＝90°，所以MQ为直径．从图中的几何关系可知，R＝2l ⑥MO＝6l. ⑦第十一页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十一页，编辑于星期四：二十点三十二分。(2)设粒子在磁场中运动的速度为v，从Q到M点运动的时间为t2，则有v＝ ⑧t2＝ ⑨带电粒子自P点出发到M点所用的时间t为t＝t1＋t2 ⑩联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得t＝. ⑪答案：(1)6l(2)

第十二页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十二页，编辑于星期四：二十点三十二分。图11－55．(2009·广东卷，12)如图11－5是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是()第十三页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十三页，编辑于星期四：二十点三十二分。A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小第十四页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十四页，编辑于星期四：二十点三十二分。解析：粒子先在电场中加速，进入速度选择器做匀速直线运动，最后进入磁场做匀速圆周运动．在速度选择器中受力平衡：Eq＝qvB得v＝E/B，方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，B、C两项正确．进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，

得，R＝，所以荷质比不同的粒子偏转半径不一样，所以，A项对，D项错．答案：ABC第十五页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十五页，编辑于星期四：二十点三十二分。6．(2009·山东卷，25)如图11－6甲所示，建立xOy坐标系．两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，在第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电量为＋q、速度相同、重力不计的带电粒子．在0～3t0时间内两板间加上如图11－6乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)．已知t＝0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、B为已知量．(不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况)第十六页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十六页，编辑于星期四：二十点三十二分。(1)求电压U0的大小．(2)求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．(3)何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．图11－6第十七页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十七页，编辑于星期四：二十点三十二分。解析：(1)t＝0时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为l，则有E＝①qE＝ma②

③联立①②③式，解得两板间偏转电压为U0＝.④第十八页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十八页，编辑于星期四：二十点三十二分。(2)t0时刻进入两板间的带电粒子，前t0时间在电场中偏转，后t0时间两板间没有电场，带电粒子做匀速直线运动．带电粒子沿x轴方向的分速度大小为v0＝ ⑤带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为vy＝

⑥带电粒子离开电场时的速度大小为v＝ ⑦设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有qvB＝

⑧联立③⑤⑥⑦⑧式解得R＝. ⑨第十九页，编辑于星期一：十三点五十三分。第十九页，编辑于星期四：二十点三十二分。(3)2t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开电场时沿y轴正方向的分速度为v′y＝at0 ⑩设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α，则tanα＝ ⑪联立③⑤⑩⑪式解得α＝ ⑫带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，第二十页，编辑于星期一：十三点五十三分。第二十页，编辑于星期四：二十点三十二分。圆弧所对的圆心角2α＝，所求最短时间为tmin＝T ⑬带电粒子在磁场中运动的周期为T＝ ⑭联立⑬⑭式得tmin＝. ⑮答案：(1)(2)(3)当t＝2t0时第二十一页，编辑于星期一：十三点五十三分。第二十一页，编辑于星期四：二十点三十二分。图11－77．(2009·福建卷，22)如图11－7为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B＝2.0×10－3T，在

x轴上距坐标原点L＝0.50m的P处为粒子的入射口，在y轴上安放接收器．第二十二页，编辑于星期一：十三点五十三分。第二十二页，编辑于星期四：二十点三十二分。现将一带正电荷的粒子以v＝3.5×104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L＝0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m，电量为q，不计其重力．(1)求上述粒子的比荷；(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场就可使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形．第二十三页，编辑于星期一：十三点五十三分。第二十三页，编辑于星期四：二十点三十二分。解析：(1)设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径，由几何关系得r＝ ①由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得qvB＝

②联立①②并代入数据得＝4.9×107C/kg(或5.0×107C/kg)． ③第二十四页，编辑于星期一：十三点五十三分。第二十四页，编辑于