廣東省深圳市高二物理《磁場》課件

1、第九章 磁場 (90分鐘，100分)2021/8/8 星期日1一、單項選擇題（本大題共6小題，每小題3分，共18分，每小題只有一個選項符合題意）1.（2020汕頭模擬）如圖1，通有恒定電流的導線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由平移至，第二次將金屬框繞cd邊翻轉到.設先后兩次磁通量的變化量分別是1和2，則（ ） A.12 B.1=2 C.12 D.不能判斷2021/8/8 星期日22.某離子速度選擇器的原理示意圖如圖2所示，在一半徑為R=0.1 m的圓柱筒內有B=110-2 T的勻強磁場，方向平行于軸線，在圓柱筒截面某一直徑兩端筒壁上開有小孔a、b分別作為入射孔和出射孔.現(xiàn)有一束比荷 的正

2、離子（重力不計），以入射角=30從a孔垂直磁場射入，不與筒壁碰撞就能從b孔射出，則該離子的速度v大小是（ ）【解析】選C.設開始位置的磁場為B1，位置的磁場為B2，則1=B2S-B1S=（B2-B1）S；2=-B2S-B1S=-(B2+B1)S, 故有12，C項正確.2021/8/8 星期日3【解析】選A.由粒子進入磁場的方向作出洛倫茲力的方向，由進入磁場和出磁場的位置及對稱性可作出射出磁場時洛倫茲力的方向，a、b兩點洛倫茲力方向的交點就是軌跡的圓心位置.再由幾何關系可求出軌跡圓的半徑為r=2R，由洛倫茲力提供向心力得： 所以A.1105 m/sB.5104 m/sC.1104 m/sD.51

3、03 m/s2021/8/8 星期日43.(2020長春模擬)如圖3所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內存在垂直紙面向外、大小可調節(jié)的均勻磁場，質量為m、電量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運動，A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當粒子順時針飛經(jīng)A板時，A板電勢升高為U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩板間電場中得到加速，每當粒子離開B板時，A板電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而繞行半徑不變，則（ ）2021/8/8 星期日5A.粒子從A板小孔處由靜止開始在電場作用下加速，繞行n圈后回到A板時獲得的總動能為2nqUB.在粒子繞行的整個過程中，A板電勢可以始終

4、保持為+UC.在粒子繞行的整個過程中，每一圈的周期不變D.為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運動，磁場必須周期性遞增，則粒子繞行第n圈時的磁感應強度為2021/8/8 星期日6【解析】2021/8/8 星期日72021/8/8 星期日8【解析】2021/8/8 星期日95.如圖5所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，一個不計重力的帶電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負是（ ）2021/8/8 星期日10【解析】選C.由題中帶

5、電粒子穿過y軸正半軸，可知粒子所帶電荷的電性為負，根據(jù)題目含義畫出軌跡如圖所示，又有粒子在磁場中到x軸的最大距離為a，滿足關系式：R+Rsin30=a，可得： 粒子在磁場中做圓周運動.洛倫茲力提供粒子做勻速圓周運動的向心力.即 解得 故選項C正確.2021/8/8 星期日112021/8/8 星期日122021/8/8 星期日13【解析】選C.帶正電小球受到洛倫茲力方向為豎直向上，由于mgqv0B，則小球受到彈力豎直向上，由于摩擦阻力使小球速度減小，洛倫茲力減小，彈力增大，摩擦力增大，因此，最終小球會靜止，故整個過程中，帶電小球克服摩擦力所做的功為 C項正確.2021/8/8 星期日14二、雙

6、項選擇題（本大題共6小題，每小題5分，共30分，每小題有兩個選項符合題意）7.在雷雨天氣時，空中有許多陰雨云都帶有大量電荷，在大樓頂有一避雷針，其周圍擺放一圈小磁針，當避雷針正上方的一塊陰雨云對避雷針放電時，發(fā)現(xiàn)避雷針周圍的小磁針的某一磁極呈順時針排列（俯視），則該塊陰雨云可能帶（ ）A.正電荷 B.負電荷C.正負電荷共存 D.無法判斷2021/8/8 星期日15【解析】選A、B.如果是小磁針的N極順時針排列，說明磁場方向為順時針，由安培定則可知，電流應是豎直向下，即該陰雨云帶正電荷；如果是小磁針的S極順時針排列，說明磁場方向為逆時針，由安培定則可知，電流方向為豎直向上，即該陰雨云帶負電荷，故

7、選項A、B正確.2021/8/8 星期日168.如圖7所示，用兩個一樣的彈簧測力計吊著一根長為L的銅棒，銅棒所在的虛線范圍內有垂直紙面的勻強磁場，棒中通以自左向右的電流，當棒靜止時，彈簧測力計的讀數(shù)之和為F1；若將棒中的電流反向，當棒靜止時，彈簧測力計的示數(shù)之和為F2，且F2F1，根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)，可以確定（ ）A.磁場的方向B.磁感應強度的大小C.電流的大小D.銅棒的重力2021/8/8 星期日17【解析】選A、D.由彈簧測力計示數(shù)F2F1可知，電流向右時F安方向向上，再由左手定則可確定磁場方向垂直于紙面向里.再由題意，電流自左向右時，F(xiàn)1+F安=mg，電流反向后，F(xiàn)2-F安=mg，解得由于F

8、安=BIL，B、I未知，故不能確定磁感應強度B和電流I的大小，正確的選項為A、D.2021/8/8 星期日189.某制藥廠的污水處理站的管道中安裝了如圖8所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應強度為B的勻強磁場，在前后兩表面的內側固定有金屬板作為電極，當含有大量正負離子（其重力不計）的污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，利用電壓表所顯示的兩個電極間的電壓U，就可測出污水流量Q（單位時間內流出的污水體積），則下列說法正確的是（ ）2021/8/8 星期日19A.后表面的電勢一定高于前表面的電勢，與正負哪種離子多少無關B.若污水中正

9、負離子數(shù)相同，則前后表面的電勢差為零C.流量Q越大，兩個電極間的電壓U越大D.污水中離子數(shù)越多，兩個電極間的電壓U越大2021/8/8 星期日20【解析】選A、C.由左手定則可判斷出，正離子向后表面偏轉，負離子向前表面偏轉，從而使后表面的電勢高于前表面的電勢，與正負離子的數(shù)量無關，后表面與前表面的電勢差大于零，A正確，B錯誤.當前后表面聚集的電荷使再進入的離子受到的電場力和洛倫茲力平衡時 板間電壓便不再變化，與污水中離子數(shù)無關.流量越大，污水的速度越大，由平衡式可得，U越大，C正確，D錯誤.2021/8/8 星期日2110.磁流體發(fā)電是一項新興技術，它可以把氣體的內能直接轉化為電能，如圖9是它

10、的示意圖.平行金屬板a、b之間有一個很強的勻強磁場，磁感應強度為B，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）垂直于B的方向噴入磁場，每個離子的速度為v，電荷量大小為q，a、b兩板間距為d，穩(wěn)定時下列說法中正確的是（ ）2021/8/8 星期日22A.圖中a板是電源的正極B.圖中b板是電源的正極C.電源的電動勢為BvdD.電源的電動勢為Bvq【解析】選B、C.由左手定則，在磁場的作用下，帶正電荷的離子向b板聚集，帶負電荷的離子向a板聚集，b板是電源的正極，當電場力等于洛倫茲力時，兩極板間的電壓最大， U=Bvd.2021/8/8 星期日2311.如圖10甲所示，電流恒定的通電

11、直導體棒MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長導軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場，取垂直紙面向里的方向為磁感應強度的正方向，當t=0時導體棒恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說法正確的是（ ）2021/8/8 星期日24A.在最初的一個周期內，導體棒在導軌上做往復運動B.在最初的一個周期內，導體棒一直向左運動C.在最初的半個周期內，導體棒的加速度先增大后減小D.在最初的半個周期內，導體棒的速度先增大后減小2021/8/8 星期日25【解析】選A、D.由安培力的表達式F=ILB結合題圖乙可知，安培力F在一個周期內隨磁感應強度B的變化而變化，在前 周期內，安培力F方向

12、不變，大小變小，加速度方向不變，大小變小，由于初速度為零，所以在水平方向上做變加速直線運動；在 周期到 周期內，磁場方向改變，安培力方向改變，加速度方向改變，速度減小，至 周期時速度減小到零，所以D正確；而后在 周期到 周期內，MN反向加速，在一個周期結束時又回到原來的位置，即做往復運動，所以A正確.2021/8/8 星期日2612.利用如圖11所示的方法可以測得金屬導體中單位體積內的自由電子數(shù)n，現(xiàn)測得一塊橫截面為矩形的金屬導體的寬為b，厚為d，并加有與側面垂直的勻強磁場B，當通以圖示方向電流I時，在導體上、下表面間用電壓表可測得電壓為U.已知自由電子的電量為e，則下列判斷正確的是（ ）20

13、21/8/8 星期日27A.上表面電勢高B.下表面電勢高C.該導體單位體積內的自由電子數(shù)為D.該導體單位體積內的自由電子數(shù)為2021/8/8 星期日28【解析】選B、D.畫出平面圖如圖,由左手定則，自由電子向上表面偏轉，故下表面電勢高.故B正確，A錯誤.再根據(jù) I=neSv=nebdv，得 故D正確，C錯誤.2021/8/8 星期日29三、計算題（本大題共3小題，共52分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）13.（16分）如圖12所示，直線MN上方有磁感應強度為B的勻強磁場.正、負電子同時從同一點O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場（電子質量為m，電荷量為e），它們從磁場

14、中射出時相距多遠？射出的時間差是多少？2021/8/8 星期日30【解析】答案：2021/8/8 星期日3114.（2020茂名模擬）（18分）如圖13所示，M、N是一電子在勻強磁場中做勻速圓周運動軌跡上的兩點，MN的連線與磁場垂直，長度LMN=0.05 m，磁場的磁感應強度為B=9.110-4 T.電子通過M點時速度的方向與MN間的夾角=30，（電子的質量m=9.110-31 kg，電荷量e=1.610-19 C）求：（1）電子做勻速圓周運動的軌道半徑；（2）電子做勻速圓周運動的速率；（3）電子從M點運動到N點所用的時間.2021/8/8 星期日32【解析】2021/8/8 星期日33答案：2021/8/8 星期日3415.（18分）如圖14,在xOy平面內，MN和x軸之間有平行于y軸的勻強電場和垂直于xOy平面的勻強磁場，y軸上離坐標原點4L的A點處有一電子槍，可以沿+x方向射出速度為v0的電子（質量為m，電量為e）.如果電場和磁場同時存在，電