高考物理 考前三個(gè)月 第2部分 專題1 應(yīng)考策略 方法技巧六 磁場-人教版高三全冊(cè)物理試題

六、磁場考點(diǎn)37磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線(Ⅰ)考點(diǎn)38通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向(Ⅰ)(1)磁場：磁場是磁極(電流)周圍存在的一種客觀實(shí)際存在的特殊物質(zhì)．(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場力性質(zhì)的物理量，定義式為B＝eq\f(F,IL)(比值法：B與IL無關(guān))，條件是F⊥I(L)．(3)磁感線：用來形象描述磁場各點(diǎn)強(qiáng)弱和方向的假想曲線；磁感線某點(diǎn)切線方向、該點(diǎn)磁場方向和放入該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極指向相同；磁感線疏密與磁場強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng)，磁感線是封閉曲線，兩條磁感線不會(huì)相交．(4)電流周圍磁場的分布(如圖1所示)圖1考點(diǎn)39安培力、安培力的方向(Ⅰ)考點(diǎn)40勻強(qiáng)磁場中的安培力(Ⅱ)安培力：磁場對(duì)電流的作用，F(xiàn)＝BILsinα，式中α是電流方向與磁場方向的夾角，L為導(dǎo)線的有效長度．閉合通電線圈在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力的矢量和為零．①左手定則判斷安培力的方向：(如圖2所示)圖2②安培力的特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I所決定的平面．安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(電動(dòng)機(jī)原理)；安培力做負(fù)功(或克服安培力做功)，機(jī)械能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能(發(fā)電機(jī)原理)．考點(diǎn)41洛倫茲力、洛倫茲力的方向(Ⅰ)考點(diǎn)42洛倫茲力的公式(Ⅱ)(1)洛倫茲力是磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，當(dāng)v//B時(shí)，F(xiàn)＝0；當(dāng)v⊥B時(shí)，F(xiàn)＝qvB.洛倫茲力垂直于B與v所決定的平面，方向判定利用左手定則．(2)由于F垂直于v，故洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功．考點(diǎn)43帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(Ⅱ)考點(diǎn)44質(zhì)譜儀和回旋加速器(Ⅰ)(1)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，則帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)．若帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．向心力由洛倫茲力提供：qvB＝meq\f(v2,r)；軌道半徑r＝eq\f(mv,qB)，周期T＝eq\f(2πm,qB).(2)帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)問題①圓心確定：因洛倫茲力指向圓心且與運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)洛倫茲力的方向，其延長線的交點(diǎn)即為圓心．②半徑確定：一般是利用幾何知識(shí)、解三角形方法求解．③時(shí)間確定：利用圓心角與弦切角的關(guān)系計(jì)算圓心角大小，由t＝eq\f(θ,360°)T可求得帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．(3)質(zhì)譜儀是測量同位素質(zhì)量及含量百分比的儀器．一束帶電離子通過質(zhì)譜儀電場和磁場后，比荷不同的便被分開，如圖3所示．由動(dòng)能定理得：v＝eq\r(\f(2qU,m))，r＝eq\f(mv,qB)＝eq\r(\f(2mU,qB2))，進(jìn)入同一磁場時(shí)，r∝eq\r(\f(m,q))，且U、B、r能直接測量，因此可用此裝置來測量比荷．圖3圖4(4)回旋加速器中交變電壓的周期等于粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期，粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑確定，如圖4所示． T電＝T圓＝eq\f(2πm,qB)vm＝eq\f(qBR,m)(R：D形盒半徑)Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝eq\f(q2B2R2,2m)(與U無關(guān))考點(diǎn)熱身精練1．(多選)(2015·廣東六校第三次聯(lián)考)下列有關(guān)電荷所受電場力和磁場力的說法中，正確的是()A．電荷在磁場中一定受磁場力的作用B．電荷在電場中一定受電場力的作用C．電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致D．電荷若受磁場力，則受力方向與該處的磁場方向垂直2．(2015·寧波鄞州高級(jí)中學(xué)高三第一次考試)如圖5所示，三根通電長直導(dǎo)線P、Q、R互相平行，垂直紙面放置，其間距均為a，電流均為I，方向垂直紙面向里(已知電流為I的長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中，距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(kI,r)，其中k為常數(shù))．某時(shí)刻有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)正好經(jīng)過原點(diǎn)O，速度大小為v，方向沿y軸正方向，則電子此時(shí)所受磁場力為()圖5A．方向垂直紙面向里，大小為eq\f(2evkI,\r(3)a)B．方向指向x軸正方向，大小為eq\f(2evkI,\r(3)a)C．方向垂直紙面向里，大小為eq\f(evkI,\r(3)a)D．方向指向x軸正方向，大小為eq\f(evkI,\r(3)a)3．(2015·綿陽模擬)如圖6所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直，A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，開關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是()圖6A．水平向左B．水平向右C．豎直向下D．豎直向上4．(2015·泰興模擬)如圖7是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(eq\o\al(2,1)H)和氦核(eq\o\al(4,2)He)．下列說法中正確的是()圖7A．它們的最大速度相同B．它們的最大動(dòng)能相同C．兩次所接高頻電源的頻率不相同D．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能

答案精析六、磁場1．BD[當(dāng)電荷在磁場中靜止或者速度方向與磁場方向平行時(shí)，電荷在磁場中將不受磁場力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；而電荷在電場中一定受電場力的作用，選項(xiàng)B正確；負(fù)電荷受電場力的方向與該處的電場方向相反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電荷若受磁場力，則由左手定則可知受力方向與該處的磁場方向垂直，選項(xiàng)D正確；故選B、D.]2．A[由圖知導(dǎo)線P、Q在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，恰好抵消，故O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)線R產(chǎn)生的，由幾何關(guān)系知RO的距離r＝eq\f(\r(3),2)a，根據(jù)B＝eq\f(kI,r)，得B＝eq\f(2kI,\r(3)a)，方向由右手定則可判斷為：沿x軸負(fù)方向，電子受洛倫茲力，f＝Bev＝eq\f(2evkI,\r(3)a)，方向由左手定則可判斷為：垂直紙面向里，所以A正確；B、C、D錯(cuò)誤．]3．D[首先根據(jù)安培定則判斷通電螺線管在A處產(chǎn)生的磁場方向：水平向左．根據(jù)左手定則判斷可知：A受到通電螺線管磁場的作用力的方向：豎直向上．故選D.]4．A[根據(jù)qvB＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\f(qBR,m).兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等，所以最大速度相等．故A正確.最大動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(q2B2R2,2m)，兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等，但質(zhì)量不等，所以最大動(dòng)能不等．故B錯(cuò)誤．帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πm,qB)，兩粒子的比荷eq\f(q