【核动力】2016届高三物理一轮复习第八章磁场第2单元磁场对运动电荷的作用

.
导
悟 (2)v⊥B时，F＝
.
课 时
多 (3)v与B夹角为θ时：F＝
.
维
作 业
拓 3．方向：F、v、B三者的关系满足
展
定则．
能 力
4．特点：由于F始终
突 兹力
．
v的方向，故洛伦
破
菜单
新课标高考总复习·物理
第八章 磁场
基
础
梳
题
理 自 主
1．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行，带电
组 演
练
预 习
粒子以入射速度v做
高 频 考 点
R，且 R＝L2，因此对应有最小速率，由 R＝meBv得电子的最小速
提 升
透
析 导 悟
率 vmin＝BmeR＝B2emL，A 对．
课
时
多
维
【答案】 A
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
新课标高考总复习·物理
第八章 磁场
基
础
梳
题
理
组
自 主
考点一 对洛伦兹力的理解
演 练
预
习
[考点梳理]
综 合
高
频 考
提 升
点 透 析
到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，离开
导 悟
三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3，粒子重力忽略不计，
课
以下关系正确的是( )
时
多 维
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
新课标高考总复习·物理
第八章 磁场
基
础
梳 理
A．t1＝t2<t3 B．t1<t2＝t3
题 组
自 主
C．Ek1>Ek2＝Ek3 D．Ek1＝Ek2<Ek3
)
析
导
悟
课
时
多 维
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
新课标高考总复习·物理
第八章 磁场
基
础
梳 理
A．2
B. 2
题 组
自
演
主
预
习
C．1
高 频
2 D. 2
练 综 合 提 升
考
点
【解题指导】 1.粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由什么
透 析
力提供？
导 悟
2．粒子的动能减少了一半是否认为是洛伦兹力对粒子做了负 课
功？
练 综 合 提
其动能 Ek＝12mv2＝q22Bm2R2，故磁感应强度 B＝
2qm2RE2k，BB12＝
升
Ek1 Ek2
·RR21
透
析 导 悟
＝ 22，选项 D 正确．
课
时
多
维
【答案】 D
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基 础
(2015·保定高三模考)如图所示，空间的某一
梳 理
【答案】 A
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
4．在如图所示垂直于纸面的匀强磁场中，有一个电子源S，它向
础 纸面的各个方向发射等速率的电子，已知电子质量为m、电荷量为e，
梳
理 纸面上S、P两点间距为L.则( )
题 组
自
演
主
练
预 习
综 合
高 频
提 升
考
点
透
析
导 悟
A．能击中 P 点的电子的最小速率为 vmin＝B2emL
多 维 拓 展 能 力 突 破
题 组 演 练 综 合
，只 提 升
课 时 作 业
菜单
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第八章 磁场
基
础
梳
题
理
自
1．质谱仪
组 演
主
练
预 习
(1)用途：是利用电场和磁场控制电荷运动的精密仪 综 合
高 器，它是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．
频
提 升
考
(2)构造：如图所示，由离子源、加速电场、偏转磁场
区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子
题 组
自 主
以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开
演 练
预 习
区域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从B点离开
综 合
高 频 考
场区；如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从D点 离开场区．已知BC＝CD，设粒子在上述三种情况下，从A
题
理 自
则(
)
组 演
主
预 习
A．电子将向右偏转，速率不变
练 综 合
高
B．电子将向左偏转，速率改变
频
提 升
考 点
C．电子将向左偏转，速率不变
透 析
D．电子将向右偏转，速率改变
导
悟
课
时
多 维
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
础
梳
题
理
组
自
演
主 预 习
【解析】
由安培定则可知，通电导线右方磁场方向
悟
课
多 维
t2<t3 ， 因 此 A 选 项 正 确 ． 粒 子 从 B 点 射 出 时 ， 电 场 力 做 正 功，动能变大，故C选项正确．
时 作 业
拓
展 能
【答案】 AC
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
础
考点二 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
梳
题
理 自
[考点梳理]
组 演
主
预 习
1．圆心的确定
作 业
拓 展
半径，由于D形盒之间的距离很小，因此带电粒子在电场中
能
力 突
的加速时间通常忽略不计．
破
菜单
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第八章 磁场
基
[练一练]
础
梳
1．下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方 题
理
自 向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
组 演
主
练
预 习
综 合
Hale Waihona Puke 高 频提 升考
点
透
析
导
悟
演 练
预 习
【解析】
当电场、磁场同时存在时，粒子做匀速直
综 合
高 频
线运动，此时qE＝qvB；当只有电场时，粒子从B点射出，
提 升
考 做类平抛运动，由运动的合成与分解可知，水平方向为匀速
点
透 析
直线运动，所以t1＝t2；当只有磁场时，粒子在洛伦兹力作
导 用下做匀速圆周运动，速度大小不变，但路程变长，则
练 综 合
高
(1)基本思路：与速度方向垂直的直线和圆中弦的中垂
频 考
线一定过圆心．
提 升
点
透 析
(2)两种常见情形：
导 悟
①已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射 课
点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交
多
维 拓
点就是圆弧轨道的圆心(如图a所示，图中P为入射点，M为
时 作 业
展 能
练 综
合
高 频
垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向
提 升
考
点 透
右，所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率
析
导 悟
不变．
课
时
多
【答案】 A
维
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
础
梳
题
理 自
3．两个电荷量相等的带电粒子，在同一匀强磁场中只 组 演
主 预 习
梳
题
理 自
，粒子在圆周运动的过程中一次一次地 组 演
主
练
预 习
经过D形盒缝隙，两盒间的电场一次一次地反向，粒子就会
综 合
高 频
被一次一次地加速．由qvB＝
，得Ekm＝
提 升
考
点 透
，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和
析
导 悟
D形盒半径r决定，与加速电压
课
时
多 维
．粒子在磁场中做圆周运动的最大半径等于D形盒的
点
Bqv＝
.
透
析
由以上两式可得出需要研究的物理量，如离子轨道半
导 悟
径、离子质量、比荷．
课
时
多
维 拓
r＝
，m＝
作 业
展
能
力 突
＝
.
破
菜单
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第八章 磁场
基
2．回旋加速器
础 梳
(1)用途：是用来加速一群带电粒子，使其获得很大
题
理
自
的仪器．
组 演
主
预 习
(2)构造：
练 综 合
高 频 考
点
透 和照相底片等构成．
析
导
悟
课
时
多 维
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
(3)原理：离子由静止被加速电场加速，根据动能定理
础
梳
题
理 自
可得关系式qU＝
.
组 演
主 预 习
高 频
离子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运 练 综
动，根据洛伦兹力提供向心力得关系式
合 提
升
考
运动．
综
合
高 频
2．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，带电
提 升
考 点
粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做
透 析
运动．
导
悟
(1)基本公式
课 时
多 维
a．向心力公式：Bqv＝
作
.
业
拓
展
能
力 突
b．轨道半径公式：r＝
.
破
菜单
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第八章 磁场
基
础 梳
c．周期、频率和角速度公式：T＝
1．洛伦兹力方向的特点
提 升
点
透 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方
析
导 向确定的平面．
悟
课
多 (2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变 维 化．
时 作 业
拓
展 能
(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力方
力 突
向时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
破
受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动．下列说法中正确的是 ()
练 综 合
高
频
A．若它们的运动周期相等，则它们的质量相等
提 升
考
点 透
B．若它们的运动周期相等，则它们的速度大小相等
析
导 悟
C．若它们的轨迹半径相等，则它们的质量相等
课
时
多 维
D．若它们的轨迹半径相等，则它们的速度大小相等
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
课 时
多 维
B．能击中 P 点的电子的最大速率为 vmax＝B2emL
作 业
拓
展 能
C．能击中 P 点的电子的最小速率为 vmin＝BmeL
力 突
D．只要磁场足够大，无论电子速率多大，总有电子可以击中 P 点
破
菜单
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第八章 磁场
基
础
梳
题
理
组
自
演
主
练
预 习
综
【解析】 要使电子能击中 P 点，则电子有最小运动半径 合
时
多
维
3．试推导出粒子在磁场中做圆周运动的动能表达式？
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基 础 梳
提示：1.洛伦兹力 2.洛伦兹力不做功 3.Ek＝q22Bm2R2
题
理 自
【课堂笔记】
由题图可知，带电粒子在铝板上方的轨迹半径为
组 演
主 预 习
高 频 考 点
下方轨迹半径的 2 倍；由洛伦兹力提供向心力：qvB＝mRv2得 v＝qmBR；
时 作 业
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
础
梳
2．半径的求解方法
题
理
组
自
用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小．
演
主
练
预
3．运动时间的求解
习
综 合
高 频 考
t＝36α0°T 或 t＝2απT 或 t＝vs.
提 升
点
透 析
式中α为粒子运动的圆弧所对应的圆心角，T为周期，s
如 图 所 示 ， 主 要 由 两 个 半 圆 形 的 中 空 铜 盒 D1 、 D2 构 成，两盒间留有一狭缝，置于真空中．由大型电磁铁产生的
提 升
点 透
垂直穿过盒面．由高频振荡器产
析 导
生的
加在两盒的狭缝处．
悟
课
时
多 维
作 业
拓
展
能
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基 础
(3)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期
出射点)．
力
突
破
菜单
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第八章 磁场
基
础
梳
题
理
组
自
演
主
练
预 习
综 合
高 频
提 升
考
点
透 析
②已知入射点和出射点的位置时，可以先通过入射点
导 悟
作入射方向的垂线，再连接入射点和出射点，作其中垂线，
课
多 这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图b所示，图中P
维 拓
为入射点，M为出射点)．
菜单
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基
2．洛伦兹力与静电力的比较
础
梳
理
自
主
预
习
高 频 考 点 透 析 导 悟
多 维 拓 展 能 力 突 破
菜单
第八章 磁场
题 组 演 练 综 合 提 升
课 时 作 业
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第八章 磁场
基
础
梳
题
理 自
【温馨提示】
组 演
主 预
(1)洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而静电力的
理
自 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强
组 演
主 预 习