2013年高考物理二轮典型例题讲解(知识点归纳+例题)专题8磁场课件
2013年高三物理二轮精彩回扣15天课件：第11天磁场
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要使偏转角最大的α粒子离开磁场时能打 在y轴的正方向上，则α粒子与x轴的正方向夹 角γ′＞90°，则OA绕过O点的水平轴至少要 转过β＝γ′－γ＝60°. • 答案 见解析 • 点评 带电粒子在磁场中的轨迹不大于半 圆时，要使带电粒子在磁场中的偏转角最大， 就是要求带电粒子在磁场中的轨迹线愈长(由 于半径确定)，即所对应的弦愈长．在圆形磁 场中，只有直径作为轨迹的弦长最长．
图5
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求(1)画出α粒子通过磁场空间做圆周运动 的圆心的轨迹； • (2)求出α粒子通过磁场空间的最大偏转角 θ； • (3)再以过O点并垂直纸面的直线为轴旋转 磁场区域，能使穿过磁场区域且偏转角最大 解析 (1)α 粒子的速度相同， 同一匀强磁场中运动的半 在 的α粒子射到正方向的y轴上，则圆形磁场直 mv2 mv 径相同，均由洛伦兹力提供向心力 f＝qvB＝ ，r＝ ＝ 径OA至少应转过多大的角度β. r qB
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解析 不加磁场时，杆ab是静止的，一定 受到沿斜面向上的静摩擦力．当加上磁场时， 根据左手定则判断出安培力的方向沿斜面向 上，开始此力较小，杆ab受的静摩擦力仍然 沿斜面向上，当安培力逐渐增大时，静摩擦 力开始减小直到零．再增大B，杆ab有沿斜 面向上的运动趋势，杆ab受沿斜面向下的静 摩擦力且逐渐增大，所以D正确． • 答案 D
• 3．熟记常用的几种磁场的磁感线(如图1所 示)：
4．磁通量与磁通密度 (1)磁通量 Φ：穿过某一面积磁感线条数，是标量． (2)磁通密度 B：垂直磁场方向穿过单位面积磁感线条数， 即磁感应强度，是矢量． Φ (3)二者关系：B＝ S (当 B 与面垂直时)，Φ＝BScos θ，Scos θ 为面积 S 在垂直于 B 方向上的投影，θ 是 B 与 S 法线的 夹角．
高中物理竞赛讲义-磁场典型例题解析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版磁场典型例题解析一、磁场与安培力的计算【例题1】两根无限长的平行直导线a 、b 相距40cm ，通过电流的大小都是3.0A ，方向相反。
试求位于两根导线之间且在两导线所在平面内的、与a 导线相距10cm 的P 点的磁感强度。
【解说】这是一个关于毕萨定律的简单应用。
解题过程从略。
【答案】大小为×10−6T ，方向在图9-9中垂直纸面向外。
【例题2】半径为R ，通有电流I 的圆形线圈，放在磁感强度大小为B 、方向垂直线圈平面的匀强磁场中，求由于安培力而引起的线圈内张力。
【解说】本题有两种解法。
方法一：隔离一小段弧，对应圆心角θ ，则弧长L = θR 。
因为θ → 0（在图9-10中，为了说明问题，θ被夸大了），弧形导体可视为直导体，其受到的安培力F = BIL ，其两端受到的张力设为T ，则T 的合力ΣT = 2Tsin 2θ再根据平衡方程和极限xxsin lim0x →= 0 ，即可求解T 。
方法二：隔离线圈的一半，根据弯曲导体求安培力的定式和平衡方程即可求解…【答案】BIR 。
〖说明〗如果安培力不是背离圆心而是指向圆心，内张力的方向也随之反向，但大小不会变。
〖学员思考〗如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成（磁场仍然是进去的），且已知单位长度的电量为λ、环的角速度ω、环的总质量为M ，其它条件不变，再求环的内张力。
〖提示〗此时环的张力由两部分引起：①安培力，②离心力。
前者的计算上面已经得出（此处I = ωπλ•π/2R 2 = ωλR ），T 1 = B ωλR 2 ；后者的计算必须．．应用图9-10的思想，只是F 变成了离心力，方程 2T 2 sin 2θ =πθ2M ω2R ，即T 2 =πω2R M 2 。
〖答〗B ωλR 2 + πω2R M 2 。
【例题3】如图9-11所示，半径为R 的圆形线圈共N 匝，处在方向竖直的、磁感强度为B 的匀强磁场中，线圈可绕其水平直径（绝缘）轴OO ′转动。
2013高考物理真题分类汇编解析8静电场
专题八、静电场1、(2013重庆卷)．如题3图所示，高速运动的α粒子被位于O 点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M 、N 和Q 为轨迹上的三点，N 点离核最近，Q 点比M 点离核更远，则BA ．α粒子在M 点的速率比在Q 点的大B ．三点中，α粒子在N 点的电势能最大C ．在重核产生的电场中，M 点的电势比Q 点的低D ．α粒子从M 点运动到Q 点，电场力对它做的总功为负功2、【2013江苏高考】. 下列选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各14圆环间彼此绝缘. 坐标原点O 处电场强度最大的是B3、【2013江苏高考】. 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a 、b 为电场中的两点,则ABD(A)a 点的电场强度比b 点的大(B)a 点的电势比b 点的高(C)检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大(D)将检验电荷-q 从a 点移到b 点的过程中,电场力做负功4、【2013广东高考】.喷墨打印机的简化模型如图4所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中CA.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电量无关5、【2013上海高考】．两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B 点电势。
若位于a 、b 处点电荷的电荷量大小分别为q a 和q b ，则B(A)a 处为正电荷，q a ＜q b (B)a 处为正电荷，q a ＞q b(C)a 处为负电荷，q a ＜q b (D)a 处为负电荷，q a ＞q b6、【2013上海高考】．(12分)半径为R ，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中E 0已知，E －r 曲线下O －R 部分的面积等于R －2R 部分的面积。
高考物理真题分类汇编第8章磁场及答案
α=β（2分）
联立得到 （2分）
解得α=30°，或α=90°（各2分）
设M点到O点的距离为h，有
，
联立得到h=R- Rcos(α+30°)（1分）
解得h=(1- )R（α=30°）（2分）
h=(1+ )R（α=90°）（2分）
当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为
（2分）
当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为
答案.A
4.（2013全国新课标理综1第18题）如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）。质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）
【答案】B
2.（2013·新课标全国卷Ⅱ·T17）（6分）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为
解析:画出粒子的运动轨迹，由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径 ，由 可知 ，本题选A。
A.a，b均带正电
B.a在磁场中飞行的时间比b的短
C. a在磁场中飞行的路程比b的短
D.a在P上的落点与O点的距离比b的近
解析：根据题述，由左手定则，带电粒子a，b均带正电，选项A正确。由于a b粒子做圆周运动的半径为： 相等，画出轨迹如右图, O1、O2分别为a b粒子运动轨迹所对的圆心，显然a粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角大于b，由 和轨迹图可知，a在磁场中飞行的时间比b的长，a在磁场中飞行的路程比b的长，a在P上的落点与O点的距离比b的近，选项D正确BC错误。
[高考]2013年高考物理二轮典型例题讲解知识点归纳+例题专题6电场课件
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有关电容器的动态变化问题 常考点三
命题指数：★★★★
典题必研 [例 3] 两个较大的平行金属板 A、B 相距为 d，分别接在电 压为 U 的电源正、负极上，这时质量为 m，带电荷量为－q 的油 滴恰好静止在两极板之间，如图所示，在其他条件不变的情况下， 如果将两极板非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中( )
(4)根据电势能判断，正电荷在电势能高的地方电势高，负 电荷在电势能高的地方电势反而低．
2．比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法 (1)场源电荷判断法：离场源正电荷越近，检验正电荷的电 势能越大，检验负电荷的电势能越小；离场源负电荷越近，检 验正电荷的电势能越小，检验负电荷的电势能越大． (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐 渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；负电荷 顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方 向移动时，电势能逐渐减小．
①
由题图可知 φ＝φ0(1－|xd|)
②
由①②得12mv2＝qφ0(1－|xd|)－A
③
因动能非负，有 qφ0(1－|xd|)－A≥0
得|x|≤d(1－qAφ0)
即 x0＝d(1－qAφ0)
④
粒子的运动区间－d(1－qAφ0)≤x≤d(1－qAφ0)．
(3)考虑粒子从－x0 处开始运动的四分之一周期 根据牛顿第二定律，粒子的加速度
长效热点例证
细研热点让你有的放矢 (对应学生用书 P032)
电场的描述及性质 常考点一
命题指数：★★★★★
典题必研 [例 1] 如图所示，实线是两个等量点电荷 P、Q 形成电场的 等势面，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，a、b、 c 是轨迹上的三个点，b 位于 P、Q 连线的中点．则( )
2013年高考物理试题精解精评——磁场
2013年全国高考物理试题分类汇编——磁场一、各种磁场及基本性质1.（2013年高考·上海卷）如图1，足够长的直线ab 靠近通电螺线管，与螺线管平行。
用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B ，在计算机屏幕上显示的大致图像是A .B .C .D .解析 通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁如答图1，因此可根据磁感线的分布来确定磁感应强度的大小；因为ab 线段长度大于通电螺线管的长度，由磁感线的分布，可知选项C 正确。
答案 C点评 本题考查通电螺线管周围磁场的分布特点，要求学生对基本知识要有深刻的理解。
2.（2013年高考·海南卷）三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I ，方向如图2所示。
a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。
将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3，下列说法正确的是A ．321B B B <= B ．321B B B ==C ．a 和b 处磁场方向垂直于纸面向外，c 处磁场方向垂直于纸面向里D ．a 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里 解析 三条导线分别标记为1、2、3如答图2所示，根据安培定则可知它们在a 点产生的磁场方向分别为垂直纸面向外、垂直纸面向外和垂直纸面向里，且大小相等，所以合磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为导线1或2产生的磁场决定；同理b 点与a 点有相同的情况，则21B B =；而在c点处三根导线产生磁场方向均垂直于纸bObObObOabO·答题1图2答图2面向里，所以合磁场最强，则321B B B <=，所以选项A 、C 均正确。
答案 AC点评 本题考查通电直导线的磁场分布和磁场的叠加问题，注意安培定则的应用。
二、安培力相关问题3.（2013年高考·上海卷）如图3，通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面，位置靠近ab 且相互绝缘。
2013年高考物理二轮典型例题讲解(知识点归纳+例题)《专题9电磁感应》课件
小电动机刚达到额定功率时， 设金属棒所受拉力大小为 F1， 加速度大小为 a，感应电动势为 E1，流过金属棒的电流为 I1，根 据牛顿第二定律得：P＝F1v1，v1＝at 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律分别有：E1＝B1Lv1，I1 E1 ＝ R＋r 对金属棒受力分析可得：F1－mgsinθ－B1I1L＝ma B2L2v1 v1 P 1 即 －mgsinθ－ ＝m· ，解得 v1＝4m/s. t v1 R＋r
(2)注意弄清两种状态：①导体处于平衡状态——静止或匀 速直线运动(根据平衡条件——合外力等于零列式分析)； ②导体 处于非平衡状态——加速度不为零(根据牛顿第二定律进行动态 分析或结合功能关系分析)．
(3)注意动力学的临界问题． 一 般 分 析 方 法 是 ： 导 体 受 外 力 运 动 → 感 应 电 动 势 (E ＝ E BLv)→感应电流(I＝ )→导体受安培力(F＝BIL)→合外力变 R＋r 化(F＝ma)→加速度变化→速度变化→临界状态.
(3)如图所示，导体棒围绕棒的一端在垂直磁场的平面内做 1 2 匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势，E＝ Bl ω. 2
(4)感应电荷量的计算． 回路中发生磁通量变化时，在Δt内迁移的电荷量(感应电荷 E ΔΦ ΔΦ 量)为q＝IΔt＝RΔt＝RΔtΔt＝ R .可见，q仅由回路电阻和磁通量 的变化量决定，与发生磁通量变化的时间无关.
[答案] B
电磁感应中的力学问题
常考点三
命题指数：★★★★
典题必研 [例 3] 在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，磁感
应强度 B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为 L＝0.4m， 如图所示， 框架上放置一质量为 0.05kg， 电阻为 1Ω 的金属杆 cd， 框架电阻不计．若 cd 杆以恒定加速度 a＝2m/s2 由静止开始做匀 变速运动，则
8.2013年高考物理真题分章汇编磁场解析
C .在磁场中转过的角度之比为D .离开电场区域时的动能之比为专题8 磁场1.丢分指数少^ （新课标卷I ）如图，半径为 R 的圆是一圆柱形匀强 磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为 B ，方向垂直于纸面向外。
一电荷量为q （q>0），质量为m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射人磁场 区域，射入点与 方向间的夹角为 A qBR/2m ab 的距离为R/2。
已知粒子射出磁场与射入磁场时运动 60°。
，则粒子的速率为（不计重力） B . qBR/m C . 3qBR/2m D 2qBR/m （新课标卷II ） 僖它间有一圜柱形匀强磯场区域,该区域的橫戡面的半朋为R ，雄场方向垂直横眩亂一质量为血、电 荷StAq （q>0）的粒予囚速率vO 沿横戡面的某直桎射入曉场*离斤磁场时速度方向倫爲入射方向* • 不计歳力，滾逾场的战感吨强段人小为 占tn% D .3.丢分指数少^ 5*如题3图所禾.一段长方体形导电材料,左右两竭面的边长都为 立利肌内有带电量为？的某种门由运动电荷.导电材料置于方向垂 直于其前表血向些的匀强磁场屮，内部磁够应强度人小为肌 当通以 从左到右的穩恒电流f 时，测得导电材料仁卜农面之间的屯压为乩 且」•我而的电势比卞表而的电势低.由此可得该导电材料单位体积内 口由运动电荷数及自由运幼电荷的正负别为 （重庆）下A. /liqaU qbU Hi \q^U * ll ；4.丢分指数☆☆（安徽）图中 导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的 电流，方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心 面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是 A .向上B .向下C .向左 a 、b 、c 、d 为四根与纸面垂直的长直 0点沿垂直于纸D .向右 5.丢分指数^☆（浙江）在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的 离子P +和P 3+，经电压为U 的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为 B 、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示。
2013年高考物理 磁场
第 十 一 章 磁 场一、磁场基本知识1、磁场的产生（1）磁极周围有磁场。
（2）电流周围有磁场（奥斯特实验）。
（3）变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。
2、磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）注意：（1）磁极受力方向与磁场方向共线，电流受力方向与磁场方向垂直；（2）“同名磁极排斥，异名磁极吸引”只适用于外部磁场，无论外部磁场还是内部磁场，小磁针的N 极受力方向总是与磁感线方向一致（S 极受力方向与磁感线方向相反）3、磁感应强度ILF B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。
磁感应强度是矢量。
单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ∙m)=1kg/(A ∙s 2)4、磁感线（1）用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。
磁感线的疏密表示磁场的强弱。
（2）磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同），在磁极外部N →S ，内部S →N 。
说明：“磁场的方向、磁感应强度的方向、磁感线的切线方向、小磁针北极受力方向”这四个方向是一致的；注意：地磁场不是匀强磁场！但在不太大的空间范围，地磁场可近似视为匀强磁场。
5、电流的磁场 安培定则（右手螺旋定则）直电流：大拇指与电流方向一致，四个弯曲手指指向电流激发的磁场的方向环形电流：大拇指指向中心轴线上的磁感线方向，亦即指向“小磁针”的北极通电螺线管：大拇指指向为螺线管内部的磁感线方向，亦即“条形磁铁”的北极地磁场说明：磁场遵循叠加原理。
由直电流的磁场理解环形电流磁场的形成，由环形电流的磁场理解通电螺线管磁场的形成。
问：若认为地磁场是由于地球带电形成的，则地球带正电还是负电？（关键点：地球自西向东转、地球内部．．的磁场方向由地理N 极指向地理S 极） 6、磁场对电流的作用力——安培力I ∥B 时，F ＝0，I ⊥B 时，F m ＝BIL 电流不受磁场力作用并不意味着不存在磁场 方向：左手定则——电流与磁场可以不垂直，但安培力一定既与电流垂直也与磁场垂直，亦即垂直于电流与磁场所在的平面。
2013高考物理二轮复习 专题限时集训(八)A 专题八 磁场配套作业(解析版,新课标)
专题限时集训(八)A [专题八磁场](时间：45分钟)1．如图8—1所示，长方形abcd的长ad＝0.6 m，宽ab＝0.3 m，o、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的14圆弧和以o为圆心od为半径的14圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B＝0.25 T．一群不计重力、质量m＝3×10－7kg、电荷量q＝＋2×10－3C的带正电粒子以速度v＝5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域．则下列判断正确的是( )图8－1A．从od边射入的粒子，出射点全部分布在oa边B．从ao边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C．从od边射入的粒子，出射点分布在ab边D．从ao边射入的粒子，出射点全部通过b点图8－22．如图8－2所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图8—3所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是( )A B C D图8－33．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8—4所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( )图8－4A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子4．如图8—5所示，空间内匀强电场和匀强磁场相互垂直，电场的方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒a处于静止状态，下列操作能使微粒做匀速圆周运动的是( )图8－5A．只撤去电场B．只撤去磁场C．给a一个竖直向下的初速度D．给a一个垂直纸面向里的初速度5．如图8—6所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两个内侧面，则( )图8－6A．a处电势高于b处电势B．a处离子浓度大于b处离子浓度C．溶液的上表面电势高于下表面的电势D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度自h高度处水平6．如图8—7所示，一个质量为m、带电荷量为＋q的小球，以初速度v抛出．不计空气阻力．重力加速度为g.(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求该匀强电场的场强E的大小；(2)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球水平抛出后恰沿圆弧轨迹运动，落地点P到抛出点的距离为3h，求该磁场的磁感应强度B的大小．图8－77．如图8—8所示，竖直平面内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E 1＝2500 N/C ，方向竖直向上；磁感应强度B ＝103 T ，方向垂直纸面向外；有一质量m ＝1×10－2 kg 、电荷量q ＝4×10－5C 的带正电小球自O 点沿与水平线成45°角以v 0＝4 m/s 的速度射入复合场中，之后小球恰好从P 点进入电场强度E 2＝2500 N/C 、方向水平向左的第二个匀强电场中，且恰好经过P 点正下方的Q 点，不计空气阻力，g 取10 m/s 2.求：(1)O 点到P 点的距离s 1； (2)Q 点到P 点的距离s 2.图8－88．在水平光滑的绝缘桌面内建立如图8—9所示的直角坐标系xOy ，将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一，第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二，其中一个区域内有匀强电场，另一个区域内有大小为2×10－2T 、方向垂直桌面的匀强磁场．把一个比荷为q m＝2×108C/kg 的正电荷从坐标为(0，－1)的A 点处由静止释放，电荷以一定的速度从坐标为(1，0)的C 点第一次经x 轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点O 再次回到区域二．(1)指出哪个区域存在电场、哪个区域存在磁场，以及电场和磁场的方向； (2)求电场强度的大小；(3)求电荷第三次经过x 轴的位置．图8－9专题限时集训(八)A1．D [解析] 由qvB ＝m v 2r 解得带电粒子在磁场中运动的半径r ＝mvqB＝0.3 m ．显然从Od边射入的粒子，受到的洛伦兹力向上做半径r ＝0.3 m 的圆周运动，出射点全部分布在be 边，选项A 、C 错误；从O 点射入的粒子，做半径r ＝0.3 m 的圆周运动经过b 点，从a 点射入的粒子，做直线运动经过b 点，从oa 之间射入的粒子，先做直线运动，进入磁场区域后受洛伦兹力作用向上偏转，做半径r ＝0.3 m 的圆周运动，因轨迹半径与圆弧ob 的半径相同，由几何知识知，其轨迹恰好通过b 点，选项B 错误，选项D 正确．2．C [解析] 当F f ＝μBIL ＝μBLkt<mg 时，棒沿导轨向下加速；当F f ＝μBLkt>mg 时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为F f ＝μBLkt ；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为F f ＝mg ，故选项C 正确．3．A [解析] 由evB ＝mv 2R 可得回旋加速器加速质子的最大速度为v ＝eBRm ，即与加速电场的电压大小无关，选项B 错误；由回旋加速器高频交流电频率等于质子运动的频率，则有f ＝eB2πm，联立解得质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR ，选项A 正确；质子的速度不能加速到无限大，因为根据狭义相对论，粒子的质量随着速度的增加而增大，而质量的变化会导致其回转周期的变化，从而破坏了电场变化周期的同步，选项C 错误；由于α粒子在回旋加速器中运动的频率是质子的12，不改变B 和f ，该回旋加速器不能用于加速α粒子，选项D错误．4．C [解析] 带电微粒处于静止状态，说明其受到的重力与电场力平衡，微粒带正电．只撤去电场，微粒在重力和洛伦兹力作用下做变速曲线运动；撤去磁场，重力与电场力依然平衡，微粒将保持静止状态；给微粒一个向下的初速度，由于重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动；给微粒一个垂直纸面向里的初速度，微粒不受洛伦兹力作用，由于重力与电场力平衡，微粒垂直纸面做匀速直线运动．5．B [解析] 溶液中通入沿x 轴正向的电流I ，NaCl 的水溶液含有阴、阳离子，阳离子向x 轴正向运动，阴离子向x 轴负向运动，根据左手定则，阴、阳离子受到的洛伦兹力都偏向a 处，所以a 处离子浓度大于b 处离子浓度，选项B 正确．6．(1)mg q (2)2mv 03qh[解析] (1)小球做匀速直线运动，说明重力和电场力平衡，根据平衡条件，有mg ＝qE 解得E ＝mg q. (2)再加匀强磁场后，小球做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，设轨道半径为R.运动轨迹如图所示，根据几何关系得P 点到抛出点的水平距离x ＝2h ，R 2＝(R －h)2＋x 2由洛伦兹力提供向心力有qv 0B ＝mv 20R联立解得B ＝2mv 03qh. 7．(1) 2 m (2)3.2 m[解析] (1)带电小球受到的重力G ＝mg ＝0.1 N 电场力F 1＝qE 1＝0.1 N即G ＝F 1，故带电小球在正交的电磁场中由O 到Q 做匀速圆周运动． 根据牛顿第二定律有 qv 0B ＝m v 20R解得R ＝mv 0qB ＝1×10－2×44×10－5×103 m ＝1 m由几何关系得s 1＝2R ＝ 2 m.(2)带电小球在P 点的速度大小仍为v 0＝4 m/s ，方向与水平方向成45°.由于电场力F 2＝qE 2＝0.1 N ，与重力大小相等，方向互相垂直，则合力的大小F ＝F 22＋G 2＝0.1 2 N ，方向与初速度方向垂直，故带电小球在第二个电场中做类平抛运动．建立如图所示的x 、y 坐标系．沿y 轴方向，带电小球的加速度a ＝F m ＝10 2 m/s 2，位移y ＝12at 2沿x 轴方向，带电小球的位移x ＝v 0t 由几何关系有：y ＝x联立解得t ＝0.4 2 s ，x ＝1.6 2m.Q 点到P 点的距离s 2＝2x ＝3.2 m.8．(1)略 (2)2×104 V/m (3)(8，0)[解析] (1)区域一是磁场，方向垂直纸面向里；区域二是电场，方向由A 指向C.(2)设电场强度的大小为E ，电荷从C 点进入区域一的速度为v.从A 到C 电荷做初速度为零的匀加速直线运动，且过C 点时速度方向与＋x 轴方向成45°角，所以s AC ＝ 2 m.由牛顿第二定律得qE ＝ma由运动学公式有 v 2＝2as AC电荷进入区域一后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示．由几何关系r＝22m由牛顿第二定律得qvB＝mv2 r解得E＝2×104 V/m.(3)电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域二，速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，设经过时间t电荷第三次经过x轴，有：tan45°＝12at2vt，解得t＝2×10－6 s所以： x＝vtcos45°＝8 m即电荷第三次经过x轴上的点坐标为(8，0) .。
第1讲 磁场-2013届高考物理重难点总复习PPT课件
2020年10月2日
7
点处实际磁感应强度的大小 B0 (2B)2B2 5B,方向是在三
角形所在的平面内与斜边的夹角θ=arctan 2.
［答案］ 5 B 在三角 形所在的平面与斜边的 夹角为arctan 2
2020年10月2日
4
典型例题剖析
例2 如图所示，直导线AB、螺线管C、
电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不
影响，当开关S闭合稳定后，则图中小磁针
第十一章：
磁场
2020年10月2日
1
重点难点诠释………………04 典型例题剖析………………06 适时仿真训练………………08
2020年10月2日
2
重点难点诠释
跟踪练习1 下图为一种利用
电磁原理制作的充气泵的结构示
意图，其工作原理类似打点计时
器.当电流从电磁铁的接线柱a流
入，吸引小磁铁向下运动时，以
［答案］ D
2020年10月2日
3
重点难点诠释
跟踪练习2 三根平行长直导线，分别垂 直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如 图所示.现在使每条通电导线在斜边中点处所 产生的磁感应强度大小均为B，则该处实际磁 感应强度的大小和方向如何？
［解析］ 根据安培定则，I1和I3在O点处产生的磁感应强 度方向相同，I2在O点产生的磁感应强度方向与它们垂直，如 下图甲所示.按下图乙将三个磁感应强度进行矢量合成，可知O
［答案］ BDΒιβλιοθήκη 2020年10月2日6
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2013年高考物理二轮专题复习 模型讲解 电磁场中的单杆模型
2013年高考二轮专题复习之模型讲解电磁场中的单杆模型［模型概述］在电磁场中，“导体棒”主要是以“棒生电”或“电动棒”的内容出现，从组合情况看有棒与电阻、棒与电容、棒与电感、棒与弹簧等；从导体棒所在的导轨有“平面导轨”、“斜面导轨”“竖直导轨”等。
［模型讲解］一、单杆在磁场中匀速运动例1.如图1所示，R R 125==6ΩΩ，，电压表与电流表的量程分别为0～10V 和0～3A ，电表均为理想电表。
导体棒ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab 棒处于匀强磁场中。
图1（1）当变阻器R 接入电路的阻值调到30Ω，且用F 1＝40N 的水平拉力向右拉ab 棒并使之达到稳定速度v 1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab 棒的速度v 1是多少？（2）当变阻器R 接入电路的阻值调到3Ω，且仍使ab 棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab 棒的水平向右的拉力F 2是多大？ 解析：（1）假设电流表指针满偏，即I ＝3A ，那么此时电压表的示数为U ＝IR 并＝15V ，电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。
因此，应该是电压表正好达到满偏。
当电压表满偏时，即U 1＝10V ，此时电流表示数为I U R A 112==并设a 、b 棒稳定时的速度为v 1，产生的感应电动势为E 1，则E 1＝BLv 1，且E 1＝I 1(R 1＋R 并)＝20Va 、b 棒受到的安培力为 F 1＝BIL ＝40N 解得v m s 11=/（2）利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即I 2＝3A ，此时电压表的示数为U I R 22=并＝6V 可以安全使用，符合题意。
由F ＝BIL 可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以F I I F N N 2211324060===×。
二、单杠在磁场中匀变速运动例2.如图2甲所示，一个足够长的“U ”形金属导轨NMPQ 固定在水平面内，MN 、PQ 两导轨间的宽为L ＝0.50m 。
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沿电场强度E方向发生的位移为sy＝(SN－R)cos53° ＋R＝ 32cm 1 qE 2 2 而sx＝v1t，sy＝ at ＝ t ，联立并代入数值得v1＝ 2 2m 8.0×105m/s 所以α粒子从金箔上穿出时损失的动能为 1 2 1 2 ΔEk＝ mv － mv1＝3.19×10－14 J. 2 2
πL A．电子在磁场中运动的时间为 v0 2πL B．电子在磁场中运动的时间为 3v0 L L C．磁场区域的圆心坐标为( ， ) 2 2 D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－L)
[解析] 对于带电粒子在磁场中的运动情况分析如图甲所 示，电子离开磁场的速度方向与x轴正向夹角为60° ，则弧ab所 对应的圆心角为60° ，弦ab与x轴夹角为30° ，由几何关系得Ob 长为 3 L，且ab与x轴夹角为30° ，则OO′＝L，D对；在图乙
力的方向
名称 项目
安培力 改变导体棒的运动状
洛伦兹力
作用效果
态，对导体棒做功，实 现电能和其他形式的能 的相互转化
只改变速度的方向，不 改变速度的大小；洛伦 兹力永远不对电荷做功
本质联系
安培力实际上是在导线中定向移动的电荷所受到的 洛伦兹力的宏观表现
(三)电偏转和磁偏转
垂直进入匀强电场 (不计重力) 受力情况 F＝qE大小、方向均不变 运动规律 类平抛运动 偏转角 偏转程度 vy π θ＝arctan < vx 2 动能增加 运动的合成与分解，类平抛运动 的规律 偏转角不受限制 垂直进入匀强磁场 (不计重力) 洛伦兹力F＝qvB，大小不变、方向 始终与v垂直 匀速圆周运动
动能变化 处理方法
动能不变 结合圆的几何关系及圆周运动规律
长效热点例证
细研热点让你有的放矢
(对应学生用书P043)
安培力
常考点一
命题指数：★★★★
典题必研 [例1] 2012· 天津理综，2 如图所示，金属棒MN两端由等
长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通 以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅 改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )
A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小
[解析] 金属棒MN受力分析及其侧视图如图所示，由平衡 条件可知F安＝mg tanθ，而F安＝BIL，即BIL＝mg tanθ，则I↑ ⇒θ↑，m↑⇒θ↓，B↑⇒θ↑，故A正确，C、D错误．θ角与 悬线长度无关，B错误．
(2)设cd中心为O，向c端偏转的α粒子，当轨迹与cd相切于P 点时偏离O上方最远，O1为圆心(如图)，则由几何关系知：OP ＝ R2－R－l2，代入数值得OP＝16cm
向d端偏转的α粒子，当沿Sb方向射入时偏离O最远，此时 轨迹与cd相交于Q，O2为圆心(如图)，由图知OO2＝R－l＝ 12cm，所以OQ＝16cm，即金箔cd被α粒子射中区域的长度为L ＝OP＋OQ＝32cm. (3)设从Q点穿出的α粒子速度为v1，由几何关系知半径O2Q 与电场线平行，所以穿出的α粒子在电场中做类平抛运动，轨 迹如图所示，则沿速度v1方向发生的位移为sx＝(SN－R)sin53° ＝16cm
(1)α粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R； (2)金箔cd被α粒子射中区域的长度L；
(3)设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子穿出金箔进入电 场，在电场中运动通过N点，SN⊥ab且SN＝40cm，则此α粒子 从金箔上穿出时损失的动能ΔEk是多少？(保留三位有效数字)
[解析] 粒子在磁场中做匀速圆周运动→洛伦兹力提供向 心力→R＝mv/qB；α粒子的入射方向及打中金箔的条件→α粒 子打中金箔区域长度；α粒子运动轨迹→α粒子在电场中做类平 抛运动→进入匀强电场中的速度→动能损失量ΔEk. (1)α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供 v2 mv 向心力，Bqv＝m R ，所以R＝ Bq ＝0.2m.
[答案] A
通法必会 1.求解与安培力相关的力学问题的方法 (1)正确地对研究对象进行受力分析，特别注意通电导体受 到安培力的方向与磁感应强度的方向垂直． (2)画出辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B、I的方向)是 画好受力图的关键． (3)由于安培力、电流I、磁感应强度B的方向之间涉及三维 空间，所以在受力分析时要善于把立体图转化为平面图．
和洛伦兹力以及带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的规律，而 且也要重视“地磁场、质谱仪、回旋加速器”等与科技生活联 系密切的知识点． 感谢江西特级教师陈东胜对本栏目的鼎力支持
重要知识重温
夯实基础让你得心应手
(对应学生用书P042)
(一)两种场的模型及三种场力 1．两种场模型 (1)组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并 存，但各位于一定区域，并且互不重叠的情况． (2)复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存 于同一区域的情况．
中，作弦Oa与弦Ob的垂直平分线，交点O″为磁场区域的圆 mv0 2πm 心，C错；电子在磁场中运动的半径r＝ eB ＝2L，周期T＝ eB 4πL 1 2πL ＝ ，则运动时间t＝ T＝ ，B对． v0 6 3v0[答案Βιβλιοθήκη BD带电粒子在组合场中的运动
常考点三
命题指数：★★★★★
典题必研 [例3] 如图所示，真空室内存在宽度为l＝8cm的匀强磁场
冲关必试 1. 如图所示，在倾角为θ＝30° 的斜面上，固定一宽L＝
0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R. 电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab
与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不 计)．金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨 上静止，求：
区，磁感应强度为B＝0.332 T，磁场方向垂直纸面向里，ab、cd 足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区，电 场强度为E＝3.32×105N/C，方向与金箔成37° 角，紧挨边界ab 放一点状α粒子放射源S，可沿纸面向各个方向均匀放射初速度 相同的α粒子，已知α粒子的质量m＝6.64×10－27kg，电荷量q＝ 3.2×10－19 C，初速度v＝3.2×106m/s，(sin37° ＝0.6)求：
(1)金属棒所受到的安培力大小； (2)通过金属棒的电流； (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．
[解]
(1)金属棒静止在导轨上受力平衡，如图所示，则F安
＝mgsin30° 代入数据解得F安＝0.1N.
(2)由安培力公式F安＝BIL F安 解得I＝BL＝0.5A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R0，根据闭合电路欧姆 定律得：E＝I(R0＋r) E 解得R0＝ I －r＝23Ω.
专题八
磁场
重要知识重温
长效热点例证
专题特色讲堂
对点随堂小练
试考素能特训
影像考纲
磁场、磁感应强度、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
Ⅰ Ⅰ
影像考纲
安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
知点网面
磁场同电场一样，是电磁学的核心内容，也是每年高考的 必考内容．重点知识点有：磁场对电流的作用，带电粒子在磁 场中的运动，安培力、洛伦兹力的性质等．命题形式多把磁场 的性质、运动学规律、牛顿运动定律、圆周运动知识、功能关 系、电磁感应等有机地结合在一起，构成计算题甚至压轴题， 对学生的空间想象能力、分析物理过程和运用规律的综合能力 以及运用数学知识解决物理问题的能力进行考查．复习时不但 应加深对磁场、磁感应强度这些基本概念的认识，掌握安培力
2．注意圆周运动中有关对称规律 (1)从直线边界射入匀强磁场的粒子，从同一边界射出时， 速度与边界的夹角相等，如图所示．
(2)在圆形磁场区域内，沿半径射入的粒子，必沿半径射 出，如图所示．
冲关必试 2. 如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的 圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)．一质量为 m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁 场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的 夹角为60° .下列说法中正确的是( )
通法必会 1.带电粒子在组合场中的运动特点 带电粒子在匀强电场中，如果初速度与电场线平行，则做 匀变速直线运动；如果初速度与电场线垂直，则做类平抛运 动．带电粒子垂直进入匀强磁场后，在洛伦兹力作用下做匀速 圆周运动，要注意圆心、半径和轨迹的确定．
2．带电粒子在组合场中运动问题的处理方法 分析带电粒子在电场中的运动过程应运用牛顿第二定律结 合运动学进行处理；分析带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时 应运用数学知识找出粒子做圆周运动的圆心、半径，往往解决 这类问题的关键就在于找出粒子处在分段运动的连接点时的速 度，这一速度具有承上启下的作用．
qBd 解①②两式可得：vmin＝v0－ ，故C项正确．当v>v0＋ 2m qBd 时，只要改变速度的方向，也可以使粒子落在A点左右两侧 2m d的范围内，故D项错误．
[答案] BC
通法必会 1.解决带电粒子在有界磁场中的运动问题的思路 “画轨迹，定圆心，求半径”是解决带电粒子在磁场中运 动问题的一般思路，其中“画轨迹”是处理临界与极值问题的 核心．对于这类区域判断题，要善于进行动态分析，即首先选 一个速度方向(如水平方向)，然后从速度方向的改变分析轨迹 的变化，从而找出角度变化时可能出现的临界值与极值或各物 理量间的联系．
带电粒子在匀强磁场中的运动
常考点二
命题指数：★★★★★
典题必研 [例2] 2012· 江苏单科，9 如图所示，MN是磁感应强度为
B的匀强磁场的边界．一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内 从O点射入磁场．若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A 点．下列说法正确的有( )