第1章 章末复习 知识整合与能力提升-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【南方凤凰台·5A新学案】粤教版

第一章　磁场 章末复习　知识整合与能力提升 第1页 第一章　磁场 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 YJ 核心 目标 1. 通过安培力与洛伦兹力的学习进一步认识场的概念，解决简单的实际问题． 2. 能分析带电粒子在磁场中运动的问题，能进一步应用磁感线、匀强磁场等模型分析磁场问题. 核心知识·整合建构 应用创新·链接高考 1. (2021·江苏卷)在光滑桌面上将长为πL的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为( ) A. BIL B. 2BIL C. πBIL D. 2πBIL A 2. (2021·北京卷)如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场．一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场．已知带电粒子质量为m、电荷量为q，OP＝a，不计重力．根据上述信息可以得出( ) A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 B. 带电粒子在磁场中运动的速率 C. 带电粒子在磁场中运动的时间 D. 该匀强磁场的磁感应强度 A 3. (2021·北京卷)如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B.从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线(图中平行于导体板的虚线)通过N，不计粒子重力． (1) 求粒子加速器M的加速电压U. (2) 求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向． 答案：(2) 电场力与洛伦兹力平衡Eq＝qvB 解得E＝vB，方向垂直导体板向下 (3) 仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能Ek. 答案：(3) 粒子质量变大，经过加速器加速后速度变小，电场力做正功，根据功能关系Ek＝qU＋Eqd 4. (2021·全国甲卷)如图所示，长度均为l的两块挡板竖直相对放置，间距也为l，两挡板上边缘P和M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场．一质量为m，电荷量为q(q＞0)的粒子自电场中某处以大小为v0的速度水平向右发射，恰好从P点处射入磁场，从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞．已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，不计重力． (1) 求粒子发射位置到P点的距离． 粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，有 粒子发射位置到P点的距离 (2) 求磁感应强度大小的取值范围． 带电粒子在磁场中运动的两个临界轨迹(分别从Q、N点射出)，如图所示． 由几何关系可知，粒子运动轨迹的最小半径为 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 (3) 若粒子正好从QN的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离． 答案：(3) 若带电粒子正好从QN的中点射出磁场，带电粒子运动轨迹如图所示： 由几何关系可知 带电粒子在匀强磁场中运动轨迹半径 粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离 dmin＝(r3sin30°＋l)－r3　 Thank you for watching 解析：导线处于竖直向下的匀强磁场中，由左手定则可判断出在水平方向受到安培力作用．由于两端固定，所以导线将成为直径为2L的半圆形，整个导线受到的安培力F＝BI·2L，由平衡条件可知，一端钉子对导线的作用力为eq \f(F,2)＝BIL，即导线中张力为BIL，A正确． 解析：根据题述，带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场，可画出粒子运动轨迹，如图所示．由图中几何关系可知轨迹是以y＝atan30°为圆心，r＝eq \f(α,cos30°)为半径的圆，所以可以得出带电粒子在磁场中运动的轨迹方程；r＝eq \f(mv,qB)，由于不知磁感应强度B，所以不能得出带电粒子在磁场中运动的速率v，不能得出带电粒子在磁场中运动的时间，也不能得出该匀强磁场的磁感应强度，B、C、D错误． 答案：(1) 根据功能关系qU＝eq \f(1,2)mv2， 解得U＝eq \f(mv2,2q) 解得Ek＝eq \f(1,2)mv2＋qBvd 答案：(1) 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可知：x＝v0t，y＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(qEt2,2m) tan30°＝eq \f(vy,vx)＝eq \f(at,v0) s＝eq \r(,x2＋y2)＝eq \f(\r(,13)mv\o\al(2,0