当前位置:首页 >> 理化生 >>

【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第8章


第1节

磁场及其对电流的作用 [精题对点诊断]

1.[磁感线的特点]下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 A.磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B.磁感线是磁场中客观存在的线 C.磁感线总是从磁铁的 N 极出发,到 S 极终止 D.实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线 【解析】

(

)

磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,但它不是客观存在的线,可用

细铁屑模拟;在磁铁外部磁感线由 N 极到 S 极,但内部是由 S 极到 N 极,故只有 A 正确. 【答案】 A

2.[认识地磁场]19 世纪 20 年代,以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到:温度差 会引起电流,安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差,从而提出如下 假设:地球磁场是由绕地球的环形电流引起的.则该假设中的电流方向是(注:磁子午线是 地球磁场 N 极与 S 极在地球表面的连线) ( A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线 C.由南向北沿磁子午线 D.由赤道向两极沿磁子午线 【解析】 如图所示,考虑地球的自转方向,利用安培定则可以判定磁场是由东向西 )

的环形电流产生的,故选项 B 正确.

【答案】

B )
1

3.[应用安培定则]下列四图为电流产生磁场的分布图,正确的分布图是(

图 8-1-1 A.①③ C.①④ 【解析】 B.②③ D.②④ 由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向,①正确、②错误;③和

④为环形电流,注意让弯曲的四指指向电流的方向,可判断出④正确、③错误.故正确选 项为 C. 【答案】 C

4.[左手定则]在图中,标出磁场 B 的方向,通电直导线中电流 I 的方向,以及通电直 导线所受磁场力 F 的方向,其中正确的是( )

【解析】

根据左手定则,A 错误、C 正确.电流与磁感线平行时,通电直导线不受

安培力,B 错误.安培力的方向应和磁感线垂直,D 错误. 【答案】 C

5.[磁通量与条形磁铁的磁场]如图 8-1-2 所示,条形磁

图 8-1-2
2

铁竖直放置,一水平圆环从磁铁上方位置Ⅰ向下运动,到达磁铁上端位置Ⅱ,套在磁 铁上到达中部Ⅲ,再到磁铁下端位置Ⅳ,再到下方Ⅴ.磁铁从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ过程中, 穿过圆环的磁通量变化情况是( A.变大,变小,变大,变小 B.变大,变大,变小,变小 C.变大,不变,不变,变小 D.变小,变小,变大,变大 【解析】 从条形磁铁磁感线的分布情况看,穿过圆环的磁通量在位置Ⅲ处最大,所 )

以正确选项为 B. 【答案】 B [基础知识回顾] 一、磁场、磁感强度 1.磁场 (1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用. (2)方向:小磁针的 N 极所受磁场力的方向. 2.磁感线 在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一 致. 3.磁体的磁场和地磁场

4.磁感应强度 (1)物理意义:描述磁场强弱和方向. F (2)定义式:B= (通电导线垂直于磁场). IL (3)方向:小磁针静止时 N 极的指向. (4)单位:特斯拉(T) 5.匀强磁场 (1)定义:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场. (2)特点 匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线.
3

6.电流的磁场 通电直导线 特点 无磁极、 非匀强, 且距导线越远处磁 场越弱 通电螺线管 与条形磁铁的磁场相似, 管内为匀强 磁场且磁场最强, 管外为非匀强磁场 环形电流

环形电流的两侧是 N 极和 S 极, 离圆环中心越远,磁场越弱

安培定则

立体图

纵截面图

二、磁通量 1.概念 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积 S 和 B 的乘积. 2.公式:Φ=BS.(匀强磁场且 B⊥S) 3.单位:1 Wb=1_T· m2. 三、磁场对电流的作用——安培力 1.安培力的大小 (1)当磁场 B 与电流垂直时:F=BIL. (2)当磁场 B 与电流平行时:F=0. 2.安培力的方向 (1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个 平面内.让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电 导线在磁场中所受安培力的方向. (2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即 F 垂直于 B 和 I 决定的平面. [基本能力提升] 一、判断题 (1)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关. (× ) (2)磁场中某点磁感应强度的方向, 跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致.(× ) (3)垂直磁场放置的线圈面积减小时,穿过线圈的磁通量一定减小.(× ) (4)磁感线越密,磁场越强. (√)
4

(5)通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零. (× ) (6)安培力一定不做功.(× ) 二、非选择题 如图 8-1-3 所示,光滑的平行导轨倾角为 θ,处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 导轨中接入电动势为 E、内阻为 r 的直流电源,电路中有一阻值为 R 的电阻,其余电阻不 计,将质量为 m、长度为 L 的导体棒呈水平放于导轨上,并将导体棒由静止释放,求导体 棒在释放的瞬间加速度的大小.

图 8-1-3 【解析】 从 b 向 a 看,画出侧视

图受力如图所示,导体棒受重力 mg、支持力 FN 和安培力 F,由牛顿第二定律: mgsin θ-Fcos θ=ma F=BIL I= E R+r ② ③ ①

LBEcos θ 由①②③式可解得 a=gsin θ- m? R +r? 【答案】 LBEcos θ gsin θ- m? R +r? 第2节 磁场对运动电荷的作用

[精题对点诊断] 1.[洛伦兹力的理解]带电荷量为+q 的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是 ( ) A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同 B.如果把+q 改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变 C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直
5

D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 【解析】 因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有

关,如当粒子速度与磁场垂直时 F=qvB,当粒子速度与磁场平行时 F=0.又由于洛伦兹力 的方向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以 A 项错误;因为+q 改为-q 且速度反向,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由 F=qvB 知大小不变,所以 B 项正确;因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角, 所以 C 项错误;因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不做功,粒子动能不变, 但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以 D 项错误. 【答案】 B

2.[洛伦兹力的方向判断](多选)如下图所示,对应的四种情况中,对各粒子所受洛伦兹 力的方向的描述,其中正确的是( )

A.垂直于 v 向右下方 B.垂直于纸面向里 C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向外 【解析】 由左手定则可判断:A 图中洛伦兹力方向垂直于 v 向左上方,B 图中洛伦兹 力垂直于纸面向里,C 图中垂直于纸面向里,D 图中洛沦兹力垂直于纸面向外,故选项 B、 D 正确,选项 A、C 错误. 【答案】 BD

3. [洛伦兹力的做功特点 ]带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作 用.下列表述正确的是 ( )

A.洛伦兹力对带电粒子做功 B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C.洛伦兹力的大小与速度无关 D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 【解析】 根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,选项 A 错、选项 B 正
6

确.根据 F=qvB,可知洛伦兹力的大小与速度有关,C 错误;洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向,不改变速度的大小,选项 D 错误. 【答案】 B [基础知识回顾] 一、洛伦兹力 1.洛伦兹力的方向 (1)判断方法:左手定则 磁感线垂直穿过掌心? ? ? ?四指指向正电荷运动的方向? ? ?拇指指向正电荷所受洛伦兹力的方向 (2)方向特点:F⊥B,F⊥v.即 F 垂直于 B 和 v 决定的平面.(注意:B 和 v 不一定垂直). 2.洛伦兹力的大小 (1)v∥B 时,洛伦兹力 F=0. (2)v⊥B 时,洛伦兹力 F=qvB. (3)v=0 时,洛伦兹力 F=0. 3.洛伦兹力的特点 洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小,或者说,洛伦兹力对带电粒子不做功. 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.粒子的运动性质 (1)若 v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做匀速直线运动. (2)若 v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动. 2.半径和周期公式

7

[基本能力提升] 一、判断题 (1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用. (× ) (2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直.(× ) (3)根据公式 T= 2πr ,可知带电粒子在匀强磁场中的运动周期 T 与 v 成反比.(× ) v

(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷有关.(√) 二、选择题 (多选)如右图 8-2-1 所示,在匀强磁场中,磁感应强度 B1=2B2,当不计重力的带电 粒子从 B1 磁场区运动到 B2 磁场区域时,粒子的( )

图 8-2-1 A.速率将加倍
8

B.轨迹半径加倍 C.周期将加倍 D.做圆运动的角速度将加倍 【解析】 据 r= 因为洛伦兹力不做功,所以粒子速率不会改变.

mv ,B 减半,r 加倍; qB 2πm ,B 减半,T 加倍; qB

据 T= 据 ω=

2π ,T 加倍,ω 减半. T BC 第3节 带电粒子在复合场中的运动 [精题对点诊断]

【答案】

1.[电子在复合场中的直线运动]一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则 ( A.此空间一定不存在磁场 B.此空间一定不存在电场 C.此空间可能只有匀强磁场,方向与电子速度方向垂直 D.此空间可能同时有电场和磁场 【解析】

)

当空间只有匀强磁场且电子的运动方向与磁场方向垂直时,电子受洛伦兹

力作用,会发生偏转,选项 C 错误;当电子的运动方向与磁场平行时,不受洛伦兹力,不 发生偏转,选项 A 错误;当空间既有电场又有磁场,且两种场力相互平衡时,电子不会发 生偏转,选项 D 正确;当空间只有匀强电场,电子运动方向与电场线平行时,运动方向不 变化,选项 B 错误. 【答案】 D

2.[速度选择器](多选)图 8-3-1 为一“滤速器”装置的示意图.a、b 为水平放置的平 行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔 O 进入 a、b 两板之间.为了选 取具有某种特定速率的电子, 可在 a、 b 间加上电压, 并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场, 使所选电子仍能沿水平直线 OO′运动,由 O′射出.不计重力作用.可能达到上述目的的办 法是( )

9

图 8-3-1 A.使 a 板电势高于 b 板,磁场方向垂直纸面向里 B.使 a 板电势低于 b 板,磁场方向垂直纸面向里 C.使 a 板电势高于 b 板,磁场方向垂直纸面向外 D.使 a 板电势低于 b 板,磁场方向垂直纸面向外 【解析】 电子能沿水平直线运动,则电子所受的电场力与洛伦兹力大小相等方向相

反,当 a 板电势高于 b 板时,根据左手定则判断,磁场方向应垂直纸面向里,所以选项 A 正确、选项 C 错误;当 a 板电势低于 b 板时,根据左手定则判断,磁场方向应垂直纸面向 外,所以选项 D 正确、选项 B 错误. 【答案】 AD

3.[电磁流量计] 图 8-3-2 是电磁流量计的示意图.圆管由非磁性材料制成,空间有 匀强磁场.当管中的导电液体流过磁场区域时,测出管壁上 MN 两点的电势差 U,就可以 知道管中液体的流量 Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积.已知管的直径为 d, 磁感应强度为 B,则关于 Q 的表达式正确的是( )

图 8-3-2 πdU B πd2U 4B πdU 4B πd2U B

A.Q= C.Q=

B.Q=

D.Q=

U U 1 πdU 【解析】 设液体流速为 v,则有: q=Bvq,v= ,液体的流量 Q=v· πd2= , d Bd 4 4B 故选项 B 正确. 【答案】 B [基础知识回顾] 一、带电粒子在复合场中的运动
10

1.复合场 (1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存. (2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电场、磁场 分时间段或分区域交替出现. 2.运动情况分类 (1)静止或匀速直线运动. 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或匀速直线运动状态. (2)匀速圆周运动. 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作 用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动. (3)较复杂的曲线运动. 当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上时, 粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线. (4)分阶段运动. 带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其 运动过程由几种不同的运动阶段组成. 二、应用实例 1.质谱仪 (1)构造:如图 8-3-3 所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等组成.

图 8-3-3 1 (2)原理:①粒子由静止在加速电场中被加速,根据动能定理有 qU= mv2.②粒子在磁 2 场中受洛伦兹力偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,qBv= 1 要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷?r= ? B 2.回旋加速器 (1)构造:如图 8-3-4 所示,D1、 mv2 .③由两式可得出需 r

2mU qr2B2 q 2U ? ,m= , = 2 2 . q 2U m Br?

11

图 8-3-4 D2 是半圆金属盒,D 形盒的缝隙处接交流电源.D 形盒处于匀强磁场中. (2)原理:交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在做圆周运动的过程中 一次一次地经过 D 形盒缝隙,两盒间的电场强度方向周期性地发生变化,粒子就会被一次 一次地加速.由 qvB= mv2 q2B2R2 ,得 Ekm= ,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度 B 和 R 2m

D 形盒半径 R 决定,与加速电压无关. 3.速度选择器 (1)原理图

图 8-3-5 (2)规律 E 若 qv0B=qE,即 v0= ,粒子做匀速直线运动 B

4.磁流体发电机 (1)原理图

图 8-3-6 U (2)规律:等离子体射入,受洛伦兹力偏转,使两极带电,当 q =qv0B 时,两极板间 d 能达到最大电势差 U=Bv0d. 5.电磁流量计 (1)原理图
12

图 8-3-7 (2)规律 U U πdU 当 q =qvB 时,有 v= ,流量 Q=Sv= . d Bd 4B 6.霍尔效应 (1)原理图

图 8-3-8 (2)规律 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在 与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象称为霍尔效应 [基本能力提升] 一、判断题 (1)带电体在复合场中运动时,必须要考虑重力.(× ) (2)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态.(× ) (3)带电粒子在一定的条件下,在复合场中可以做匀速圆周运动.(√) (4)当正电荷在速度选择器中做匀速直线运动时,负电荷以同样大的速度不可能做匀速 直线运动.(× ) (5)电磁流量计测量的是液体的体积.(× ) (6)磁流体发电机两极板间的最大电势差为 U=Bvd, 其中 v 为电荷定向移动的速率. (× ) 二、选择题 (多选)一个带电粒子以初速度 v0 垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后 接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向 平行,如图中的虚线所示.在下列的几种图中,可能出现的是 ( )

13

【解析】 根据带电粒子在电场中的偏转情况可以确定带电粒子带电的正、 负. 选项 A、 C、D 中粒子带正电,选项 B 中粒子带负电.再根据左手定则判断粒子在磁场中偏转方向, 可以确定选项 A、D 正确,选项 B、C 错误. 【答案】 AD

14


相关文章:
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第4章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第4章_理化生_高中教育_教育专区。第1节 曲线运动 运动的合成与分解 [精题对点诊断] 1.[...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第7章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第7章_理化生_高中教育_教育专区。第1节 电流 电阻 电功及电功率 [精题对点诊断] 1.[...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第3章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第3章_理化生_高中教育_教育专区。第1节 牛顿运动定律 [精题对点诊断] 1.[对惯性的理解]...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第6章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第6章_理化生_高中教育_教育专区。第1节 电场力的性质 [精题对点诊断] 1. [对两种电荷及...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第2章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第2章_理化生_高中教育_教育专区。第1节 重力 弹力 摩擦力 [精题对点诊断] 1.[对力的...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第9章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第9章_理化生_高中教育_教育专区。第 1 节 电磁感应现象 楞次定律 [精题对点诊断] 1.[...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第1章
暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第1章_理化生_高中教育_教育专区。文档...
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WOR...
暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 第13章_理化生_高中教育_教育专区。必须掌握的概念、 公式或规律 ...
...教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第5章
【非常考案】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档 基础案 第5章_理化生_高中教育_教育专区。第 1 节 功和功率 [精题对点诊断] 1.[摩擦力做功判断...
...】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档基...
【非】2016高三大一轮复习教师用书全书可编辑WORD文档基础案 第8章_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。第1节 磁场及其对电流的作用 [精题对点诊断] 1.[...
更多相关标签: