（江蘇專用）2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 要點(diǎn)回扣 專題12 磁場學(xué)案

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1、要點(diǎn)12　磁場 [規(guī)律要點(diǎn)] 1.基本概念及相關(guān)應(yīng)用 2.圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對稱規(guī)律 (1)從直線邊界射入勻強(qiáng)磁場的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等，如圖1甲、乙、丙所示。 (2)在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿半徑射入的粒子，必沿半徑射出，如圖丁所示。 圖1 3.磁發(fā)散和磁聚焦：當(dāng)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與圓形磁場的半徑相等時(shí)，會出現(xiàn)磁發(fā)散或磁聚焦現(xiàn)象，即當(dāng)粒子由圓形磁場的邊界上某點(diǎn)以不同速度射入磁場時(shí)，會平行射出磁場，如圖2甲所示；當(dāng)粒子平行射入磁場中時(shí)，會在圓形磁場中匯聚于圓上一點(diǎn)，如圖乙所示。 圖2 4.環(huán)狀磁場區(qū)域規(guī)律要點(diǎn) (1)徑向出入：帶電粒子沿(逆)半徑

2、方向射入磁場，若能返回同一邊界，則一定逆(沿)半徑方向射出磁場，如圖3甲、乙所示。 (2)最值相切：一群粒子沿環(huán)狀的半徑方向從中空區(qū)域射入磁場，不能穿越磁場的最大速度對應(yīng)軌跡如圖丙所示；沿各方向從中空區(qū)域射入磁場區(qū)的所有粒子都不能穿越磁場的最大速度對應(yīng)軌跡如圖丁所示。 圖3 5.用動(dòng)圓法解臨界問題 (1)定圓旋轉(zhuǎn)法：當(dāng)帶電粒子射入磁場時(shí)的速率v大小一定，但射入的方向變化時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R是確定的。在確定粒子運(yùn)動(dòng)的臨界情景時(shí)，可以以入射點(diǎn)為定點(diǎn)，將軌跡圓旋轉(zhuǎn)，作出一系列軌跡，從而探索出臨界條件。如圖4所示為粒子進(jìn)入單邊界磁場時(shí)的情景。 圖4 (2)動(dòng)態(tài)放縮法：當(dāng)帶

3、電粒子射入磁場的方向確定，但射入時(shí)的速度v大小或磁場的強(qiáng)弱B變化時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R隨之變化。在確定粒子運(yùn)動(dòng)的臨界情景時(shí)，可以以入射點(diǎn)為定點(diǎn)，將軌道半徑放縮，作出一系列的軌跡，從而探索出臨界條件。如圖5所示，粒子進(jìn)入長方形邊界OABC從BC邊射出的臨界情景為②和④。 圖5 [保溫訓(xùn)練] 1.(2016·北京高考)中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖6。結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是(　　) 圖6 A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合 B.地球

4、內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近 C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行 D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用 解析　地球?yàn)橐痪薮蟮拇朋w，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合；且地球內(nèi)部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不會平行，一定受到地磁場力的作用，故選項(xiàng)C說法不正確。 答案　C 2.(2018·無錫模擬)洛倫茲力使帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列各圖中均標(biāo)有帶正電荷粒子的運(yùn)動(dòng)速度、洛倫茲力及磁場的方向，虛線圓表示粒子的軌跡，其中可能出現(xiàn)的情況是(　　)

5、 解析　由粒子的速度和磁場方向，根據(jù)左手定則判斷得知，A圖中洛倫茲力指向圓心，提供向心力，故選項(xiàng)A正確；B圖中洛倫茲力向上背離圓心，粒子不可能沿圖示軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C圖中洛倫茲力向左背離圓心，粒子不可能沿圖示軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D圖中洛倫茲力方向不指向圓心，粒子不可能沿圖示軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　A 3.(多選)(2018·江蘇無錫聯(lián)考)如圖7所示，在邊界MN的兩側(cè)分別有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同，兩個(gè)粒子從邊界上的O點(diǎn)同時(shí)向上以垂直于邊界的速度射入磁場，兩個(gè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，結(jié)果兩個(gè)粒子同時(shí)分別到達(dá)邊界上

6、的A點(diǎn)和B點(diǎn)，則(　　) 圖7 A.兩粒子的速度大小相等 B.兩粒子的質(zhì)量相同 C.兩粒子的比荷相同 D.兩粒子在以后的運(yùn)動(dòng)中都會同時(shí)到達(dá)邊界MN 答案　CD 4.(多選)(2018·江蘇如皋中學(xué)調(diào)研)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖8所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說法中正確的是(　　) 圖8 A.減小狹縫間的距離 B.增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 C.增大D形金屬盒的半徑 D.增大勻強(qiáng)電場間的

7、加速電壓 答案　BC 5.(多選)將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場方向放入一勻強(qiáng)磁場中，下列圖象能正確反映各量間關(guān)系的是(　　) 解析　勻強(qiáng)磁場各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向相同，不隨F或IL而發(fā)生變化，故選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；由于導(dǎo)線垂直于磁場，有B＝，即F＝ILB。可見在B不變的情況下F與IL成正比，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確。 答案　BC 6.(多選)(2018·洛陽聯(lián)考)如圖9是“探究影響通電導(dǎo)體在磁場中受力因素”的實(shí)驗(yàn)示意圖。三塊相同馬蹄形磁鐵并列放置在水平桌面上，導(dǎo)體棒用圖中1、2、3、4輕而柔軟的細(xì)導(dǎo)線懸掛起來，它們之中的任意兩根可與導(dǎo)體棒和電源構(gòu)成回路。認(rèn)為導(dǎo)體棒所在位置附近為

8、勻強(qiáng)磁場，最初細(xì)導(dǎo)線1、4接在直流電源上，電源沒有在圖中畫出。關(guān)于接通電源時(shí)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列敘述正確的是(　　) 圖9 A.改變電流方向同時(shí)改變磁場方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向?qū)淖? B.僅改變電流方向或者僅改變磁場方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向一定改變 C.增大電流同時(shí)并改變接入導(dǎo)體棒上的細(xì)導(dǎo)線，接通電源時(shí)，導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度一定增大 D.僅拿掉中間的磁鐵，導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度減小 解析　根據(jù)左手定則判斷可知，改變電流方向同時(shí)改變磁場方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向不會改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；僅改變電流方向或者僅改變磁場方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向一定改變，選項(xiàng)B正確；增大電流同時(shí)并改變接入導(dǎo)體棒上的細(xì)導(dǎo)線，結(jié)合題意可

9、知，導(dǎo)體棒在磁場中的有效長度減小，則接通電源時(shí)，導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度不一定增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；僅拿掉中間的磁鐵，導(dǎo)體棒所受安培力減小，擺動(dòng)幅度減小，選項(xiàng)D正確。 答案　BD 7.(多選)如圖10所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。加速電場的電壓為U，速度選擇器中的電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，一電荷量為q的帶正電的粒子在加速電場中加速后進(jìn)入速度選擇器，剛好能從速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場做圓周運(yùn)動(dòng)，測得直徑為d，照相板上有記錄粒子位置的膠片。下列表述正確的是(　　) 圖10 A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B.粒子在速度選擇器中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.所有粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時(shí)的速度相同 D.粒子質(zhì)量為 解析　質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，選項(xiàng)A正確；經(jīng)過速度選擇器時(shí)可知能通過狹縫的帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)且速率等于，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；粒子通過速度選擇器有qE＝qvB1，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后，洛倫茲力提供向心力有qvB2＝m，而r＝，解得m＝，選項(xiàng)D正確。 答案　ACD 6