高中物理-第3章-磁场章末复习课练习-新人教版选修3-1.doc

第三章 磁场 【知识体系】 [答案填写]　①运动　②　③　④BS　⑤右　⑥B　⑦I　⑧左　⑨B　⑩v　　 主题　安培力作用下物体的平衡 ．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．一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的是(　　) 解析：由题意知当处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长根据F＝BIL知受安培力越大越容易失去平衡由图知选项中导体的有效长度最大所以正确．答案：针对训练如图所示为“等臂电流天平”可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着一矩形线圈设其匝数n＝9线圈的水平边长为l＝0.10 处在匀强磁场内磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通入如图方向的电流I＝0.10 时调节砝码使两臂平衡．然后使电流反向大小不变这时需要在左盘中增加质量为m＝9.00 的砝码才能使两臂再达到新的平衡．则磁感应强度B的大小为(g＝(　　) A．0.45 T　　　　　　B．0.5 T解析：(1)根据平衡条件：有：mg＝2nBIL得：B＝根据以上公式代入数据则有：＝＝0.5 T答案：主题　带电粒子在磁场中的运动　带电粒子在1)受力情况；(2)运动特点不唯一轨迹发生变化；(3)运动时间不易把握．解题时应分析粒子的受力情况画出粒子的运动轨迹利用几何关系找出粒子运动的半径进而结合半径和周期公式求解其他物理量．【典例2】　(2016·北京卷)如图所示质量m、电荷量为q的带电粒子以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场在磁场中做匀速圆周运动．不计带电粒子所受重力． (1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；(2)为使该粒子做匀速直线运动还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场求电场强度E的大小．解析：(1)洛伦兹力提供向心力有qvB＝m带电粒子做匀速圆周运动的半径R＝匀速圆周运动的周期T＝＝(2)粒子受电场力F＝qE洛伦兹力f＝qvB粒子做匀速直线运动则qE＝qvB电场强度E的大小＝vB针对训练(2016·全国Ⅲ卷)平面OM和平面ON之间的夹角为30其横截面(纸面)如图所示平面OM上方存在匀强磁场磁感应强度大小为B方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为m电荷量为qq>0)．粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场速度与OM成30角．已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点并从OM上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(　　) A. B. C. D. 解析：根据题意粒子在磁场中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O′点根据几何知识可得＝2r＝r则三角形O′AB为等边三角形故∠O′AB＝60而∠MON＝30＝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的出射点到O的距离为AO＝＝＝4r而半径公式r＝故距离为答案：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应强度增加到原12倍．此离子和质子的质量比值约为(　　) A．11　　　　．　　　　．　　　　．解析：设质子的质量数和电荷数分别为m、q一价正离子的质量数和电荷数为m、q对于任意粒子在加速电场中由动能定理得：qU＝－0得＝在磁场中应满足qvBm，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＝由于加速电压不变故＝＝其中B＝12B＝可得＝故一价正离子与质子的质量比约为144.答案：针对训练(2015·全国Ⅰ卷)如图一长为10 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 方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定下端与12 V的电池相连电路总电阻为2 已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 ；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