高中人教版物理選修3-1學(xué)案：第3章-磁場(chǎng)-章末綜合提升-【含解析】(更新版)
【正文】 勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半周后到達(dá)B點(diǎn)，再做減速運(yùn)動(dòng)，上升到與A點(diǎn)等高處，再返回做加速運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)后又以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，半徑與前者相同，以后重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，從圖中可以看出，要想經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，OM距離應(yīng)為直徑的整數(shù)倍，即滿足2R＝＝，得導(dǎo)體棒中電流I＝，再由左手定則可知，導(dǎo)體棒中電流的方向應(yīng)垂直紙面向里，故只有選項(xiàng)C正確。所以若保持金屬棒靜止不滑動(dòng)， T≤B≤ T。[解析] (1)要使金屬棒靜止，安培力應(yīng)斜向上指向紙里，畫(huà)出由a→b的側(cè)視圖，并對(duì)棒ab受力分析如下圖所示。(2)F安⊥B，同時(shí)F安⊥L，即F安垂直于B和L決定的平面，但L和B不一定垂直。7．應(yīng)用實(shí)例(1)質(zhì)譜儀：測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。(2)方向：用左手定則來(lái)判斷，安培力與速度方向垂直，與磁場(chǎng)方向垂直。(教師用書(shū)獨(dú)具)[體系構(gòu)建][核心速填]1．磁場(chǎng)(1)存在于磁體、電流周?chē)囊环N特殊物質(zhì)。4．安培力(1)計(jì)算式：F＝ILBsin θ。③周期：T＝。2．安培力的方向(1)安培力的方向由左手定則確定。求：(1)此磁場(chǎng)的方向；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。F′＝B2ILI＝可解得B2＝ T。則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中的電流分析正確的是( )A．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為B．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為C．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為D．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為C [導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力、斜向上的彈力，要使導(dǎo)體棒平衡，應(yīng)受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小與彈力大小相等，方向相反，由平衡條件有關(guān)系tan 60176。在x軸上有一點(diǎn)M，離O點(diǎn)距離為l，現(xiàn)有一帶電荷量為＋q的粒子，從靜止開(kāi)始釋放后能經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，求如果此粒子在y軸上靜止釋放，其坐標(biāo)應(yīng)滿足什么關(guān)系？(重力忽略不計(jì))。在方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，由左手定則可知負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向也是相反的。H的質(zhì)量為m，電荷量為q。 ⑨(3)設(shè)H在電場(chǎng)中沿x軸正方向射出的速度大小為v2，在電場(chǎng)中的加速度大小為a2，由題給條件得(2m)v＝mv ⑩由牛頓第二定律有qE＝2ma2 ?設(shè)H第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v′2，速度的方向與x軸正方向夾角為θ2，入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為s2，s2＝v2t2 ?h＝a2t ?v′2＝ ?sin θ2＝ ?聯(lián)立以上各式得s2＝s1，θ2＝θ1，v′2＝v′1 ?設(shè)H在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2，由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式得R2＝＝R1 ?所以出射點(diǎn)在原點(diǎn)左側(cè)。(3)由幾何關(guān)系得ON＝rsin θ設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有ON＝v0t1，解得t1＝粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，有t2＝T，解得t2＝則粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t＝t1＋t2＝。][一語(yǔ)通關(guān)] 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理方法(1)首先要弄清復(fù)合場(chǎng)的組成。] 14
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