20xx-20xx學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)章末分層突破學(xué)案教科版選修-資料下載頁(yè)
2025-06-07 13:21本頁(yè)面
【正文】 圖7A．在電場(chǎng)中的加速度之比為1∶1B．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為∶1C．在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1∶2D．離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶3【解析】 應(yīng)用動(dòng)能定理和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析兩種離子的速度關(guān)系及在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑關(guān)系，結(jié)合幾何知識(shí)分析兩離子在有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角．磷離子P＋與P3＋電荷量之比q1∶q2＝1∶3，質(zhì)量相等，在電場(chǎng)中加速度a＝，由此可知，a1∶a2＝1∶3，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；離子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝，又qU＝mv2，故有r＝ ，即r1∶r2＝∶1，選項(xiàng)B正確；設(shè)離子P3＋在磁場(chǎng)中偏角為α，則sin α＝，sin θ＝(d為磁場(chǎng)寬度)，故有sin θ∶sin α＝1∶，已知θ＝30176。，故α＝60176。，選項(xiàng)C正確；全過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功，W＝qU，故離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比即為電場(chǎng)力做功之比，所以Ek1∶Ek2＝W1∶W2＝1∶3，選項(xiàng)D正確．【答案】 BCD10．如圖8所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直紙面向里，一帶電小球從軌道上的A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)．則可判定( )【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96322190】圖8A．小球帶負(fù)電B．小球帶正電C．若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向上偏D．若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向下偏【解析】 小球從P點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，則小球一定受力平衡，由受力平衡知小球一定帶正電，且qE＋qvB＝mg；若從B點(diǎn)靜止滑下，由動(dòng)能定理可求得小球進(jìn)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)v′v；則qE＋qv′Bmg，故向下偏，B、D正確．【答案】 BD二、計(jì)算題(本大題共3個(gè)小題，共40分．按題目要求作答)11．(12分)如圖9所示，平行金屬導(dǎo)軌PQ與MN都與水平面成θ角，并保持水平方向，ab棒內(nèi)通有恒定電流，電流大小為I，ab棒在磁場(chǎng)力的作用下保持靜止，并且棒與導(dǎo)軌間沒有摩擦力．求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向．圖9【解析】 金屬棒受力如圖所示，根據(jù)力的平衡條件可知：F安＝mgsin θ而F安＝BIl可得B＝由左手定則可知，B的方向垂直導(dǎo)軌平面向下．【答案】 方向垂直導(dǎo)軌平面向下12．(14分)如圖10所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)，并由N點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心．∠MON＝120176。，求：帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)的偏轉(zhuǎn)半徑R及在磁場(chǎng)區(qū)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96322191】圖10【解析】 首先應(yīng)確定帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心．具體方法是：過(guò)M和N點(diǎn)作圓形磁場(chǎng)區(qū)半徑OM和ON的垂線，兩垂線的交點(diǎn)O′即為帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)圓弧軌道的圓心，如圖所示．由圖中幾何關(guān)系可知，圓弧MN所對(duì)的圓心角為60176。，O、O′的連線為該圓心角的角平分線，由此可得tan 30176。＝，所以帶電粒子偏轉(zhuǎn)半徑為R＝＝r.帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期T＝，R＝，因?yàn)椋剑剑訲＝2π＝，則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝T＝T＝.【答案】 r 13．(14分)如圖11所示，真空中有以O(shè)′為圓心、r為半徑的圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，圓的最下端與x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，圓的右端與平行于y軸的虛線MN相切，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，在虛線MN右側(cè)x軸上方足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O向紙面內(nèi)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)質(zhì)子的重力、質(zhì)子對(duì)電磁場(chǎng)的影響及質(zhì)子間的相互作用力．求：圖11(1)質(zhì)子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；(2)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時(shí)間．【解析】 (1)由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：Bev＝，解得：v＝.(2)若質(zhì)子沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，則以N為圓心轉(zhuǎn)過(guò)圓弧后從A點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，質(zhì)子在磁場(chǎng)中有：T＝，得：tB＝T＝進(jìn)入電場(chǎng)后質(zhì)子做類平拋運(yùn)動(dòng)，y方向上的位移y＝r＝at2＝t解得：tE＝ 則：t＝tB＋tE＝＋ .【答案】 (1) (2)＋
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