第1章 安培力与洛伦兹力 章末复习方案-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修 第二册（人教版2019）

物理选择性必修第二册课堂学案 章末复习方案 章末·知识网铬 方向：左手定则 磁场对通电导线的作用力 F=BIl(B⊥ID 大小 (安培力) F-BIlsin00为B与I的夹角) 磁电式电流表 方向：左手定则 磁场对运动电荷的作用力 F=qB(o⊥B) 大小 (洛伦兹力) F=Bsin(0为v与B的夹角) 电视机显像管 安培力与洛伦兹力 fv⊥B 匀速圆周运动的条件 匀强磁场 带电粒子在匀强磁场中的运动轨道半径：r= gB 运动周期：T=2x四 9B 质谱仪 半径关系受 质谱仪与回旋加速器 应用：测粒子质量和比荷，分析同位素 工作基础：粒子做圆周运动的周期与电场变化的周期相等 回旋加速器 局限性：速度太大后粒子的运动周期会变化 章末·真题演练 答案精解P■ 命题视角1对安培力的理解 2.(2024·湖北)（多选）磁流体发电机的原理如 图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强 1.(2024·1月浙江)磁电式电表原理示意图如图 磁场垂直于纸面向里.等离子体（即高温下电 所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用 离的气体，含有大量正、负带电粒子)从左侧以 软铁制成的圆柱.极靴与圆柱间的磁场都沿半 某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生 径方向，两者之间有可转动的线圈.a、b、c和d 电压.下列说法正确的是 () 为磁场中的四个点.下列说法正确的是( M + XX 极 XXX P A.极板MN是发电机的正极 B.仅增大两极板间的距离，极板间的电压诚小 A.图示左侧通电导线受到安培力向下 C.仅增大等离子体的喷人速率，极板间的电压 B.a、b两点的磁感应强度相同 增大 C.圆柱内的磁感应强度处处为零 D.仅增大喷人等离子体的正、负带电粒子数密 D.c,d两点的磁感应强度大小相等 度，极板间的电压增大 ·30· 第一章安培力与洛伦兹力 命题视角2对洛伦兹力的理解 C.粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形 1.(2024·安撒)（多选）空间中存在竖直向下的 区域的最小时问间隔为 匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场 D.若粒子从A点射入到从C点射出圆形区域 强度大小为E,磁感应强度大小为B.一质量为 m的带电油滴a,在纸面内做半径为R的圆周 用时最短，粒子运动的速度大小为gB那 3m 运动，轨迹如图所示.当a运动到最低点P时， 3.(2024·湖南)如图，有一内半径为2r、长为L 瞬间分成两个小油滴1，Ⅱ，二者带电量、质量 的圆筒，左右端面圆心0、O处各开有一小孔 均相同，I在P点时与a的速度方向相同，并 以O为坐标原点，取OO方向为x轴正方向建 做半径为3R的圆周运动，轨迹如图所示.Ⅱ的 立xyz坐标系.在筒内x≤0区域有一匀强磁 轨迹未画出.己知重力加速度大小为g,不计空 场，磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向： 气浮力与阻力以及I、Ⅱ分开后的相互作用，则 筒外x>0区域有一匀强电场，场强大小为E, 方向沿y轴正方向.一电子枪在O处向圆筒内 多个方向发射电子，电子初速度方向均在Oy 平面内，且在x轴正方向的分速度大小均为 o.已知电子的质量为m、电量为e,设电子始 终未与筒壁碰撞，不计电子之间的相互作用及 电子的重力， (1)若所有电子均能经过O进入电场，求磁感 A油滴a带负电，所带电量的大小为爱 应强度B的最小值： B油滴α做圆周运动的速度大小为那 (2)取(1)问中最小的磁感应强度B,若进入磁 场中电子的速度方向与x轴正方向最大夹角 C.小油滴I做圆周运动的速度大小为 3gBR 为0，求tan0的绝对值： E (3)取(1)问中最小的磁感应强度B,求电子在 周期为4xE gB 电场中运动时y轴正方向的最大位移， D.小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动 2.(2024·湖北)如图所示，在以O点为圆心、半 径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀 强磁场，磁感应强度大小为B.圆形区域外有 大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场 一质量为m、电荷量为q(g>0)的带电粒子沿 直径AC方向从A点射入圆形区域.不计重 力，下列说法正确的是 A.粒子的运动轨迹可能经过O点 B.粒子射出圆形区域时的速度方向不一定沿 该区域的半径方向 友情提示完成P第一章综合测评 ·31·力的合力与杆的方向垂直,所以重力与电场力的合力不会对 章末复习方案 小球做功,而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,所以也不 会对小球做功,当小球做匀速直线运动时,不可能存在摩擦 章末·真题演练 力,没有摩擦力,说明小球与杆之间就没有支持力的作用,则 命题视角1 洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等,方向相反,解得 1.A 解由左手定则可知,图示左侧通电导线受到安培力向 下,选项A正确;a、b两点的磁感应强度大小相同,但是方向 3mg,则洛伦兹力f-aruB=3mg→Fo-,则在垂直于杆的 不同,选项B错误;磁感线是闭合的曲线,则圆柱内的磁感应 B 强度不为零,选项C错误;因c点处的磁感线较d点密集,可 方向上,小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力,则摩擦力 知c点的磁感应强度大于d点的磁感应强度,选项D错误. /一F。,小球将做减速运动,随着速度的减小,洛伦兹力减 2.AC 翻带正电的离子受到的洛伦兹力向上偏转,极板 MN带正电为发电机正极,选项A正确;离子受到的洛伦兹 小,则支持力逐渐减小,摩擦力减小,小球做加速度不断减小 力和电场力相互平衡时,此时令极板间距为d,则qoB一 #,可得U-Belv,因此增大间距U变大,增大速率U变 线运动,选B错误;若小球的初速度为,则洛伦兹力 大,U大小和密度无关,选项B.D错误,C正确 f-aB一mgF,则在垂直于杆的方向上,小球还受到 命题视角2 杆的垂直于杆向上的支持力,而摩擦力/一F,小球将做减 1.ABD油滴a做园周运动,故重力与电场力平衡,可知带 速运动,随着速度的减小,洛伦兹力减小,则支持力逐渐增 负电,有mg-Ea.解得o-,选项A正确;根据洛伦兹力提 大,摩擦力逐渐增大,小球的加速度增大,所以小球将做加速 度不断增大的减速运动,最后停止,选项C正确;若小球的初 B 运动中克服摩擦力做功等于小球的动能,所以W一 ,项D正确. 1 3.解(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系有 (3a-R)+(3a)*-R. 解得R-2a. 小油滴II的速度为,取油滴“分离前瞬间的速度方向为正 设粒子经过P点的速度方向与y轴的夹角为0,则有sin8 #_# 小液滴受到的电场力和重力仍然平衡,分离后小油滴II的速 解得0-60*: 度方向与正方向相反,根据左手定则可知小油滴II沿顺时针 2 方向做圆周运动,选项D正确. 由洛伦兹力提供向心力得qB一m R' 2.D 在圆形匀强磁场区域内,沿着径向射入的粒子,总 是沿径向射出的;根据圆的特点可知粒子的运动轨迹不可能 经过O点,选项A、B错误;粒子连续两次由A点沿AC方向 (2)根据粒子在磁场中的偏转情况可以根据左手定则判断出 粒子带负电,粒子在电场中受到的电场力沿y轴正方向,则 射入圆形区域,时间最短则根据对称性可知轨迹如图甲所 电场方向沿y轴负方向: 在沿y轴方向上,由运动规律可得 0-(ucos0)}--2f.3a 入到从C点射出园形区域用时最短,则轨迹如图乙所示,设 粒子在磁场中运动的半径为r,根据几何关系可知r- ③R n 解得E3uB 6n 3n (3)粒子从O点运动到P点,运动时间为 项D正确. 360{ B 故粒子从O点运动到Q点所用时间为 t-+2rnn+63n 3B 甲 (2)3gaB (3)2rm-+63m 3.解(1)电子在匀强磁场中运动时,将其分解为沿x轴的匀 (1)2Ba 6nt 3B n 速直线运动和在O:平面内的匀速圆周运动,设电子入射时 .161· 沿y轴的分速度大小为y,由电子在工轴方向做匀速直线运 课堂·深度探究 动得L一ut,在O:平面内. [例题1]解(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向 设电子做匀速圆周运动的半径为R,周期为T 右偏了一下,说明穿过B线圈的磁通量增加时,电流计指针 由牛顿第二定律知Bev.-m 向右偏,合上开关后,A线圈迅速插入B线圈中时,穿过B 线圈的磁通量增加,灵敏电流计的指针将向右偏;A线圈插 入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,A线圈中 t 电流减小,穿过B线圈的磁通量减少,电流计指针将向 由题意可知所有电子均能经过O进入电场 左偏. 则有/-nT(n-1,2,3...). 联立得B2r,当n-1时,B有最小值, (2)在灵敏电流计所在的电路中,为电路提供电流的是B 线圈. eL 可得B_2. :(1)向右偏 向左偏 过(2)B l [变式1]翻(1)①已知闭合开关瞬间,A线圈中的磁通量增 (2)将电子的速度分解,如图所示 加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转,可知磁 通量增加时,电流计指针向右偏:当开关闭合后,将A线圈 迅速插入B线圈中时,B线圈中的磁通量增加,所以产生的 感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转 ②要使灵敏电流计的指针向左偏,根据感应电流的磁场阻 碍磁通量的变化知,磁通量应减小;插入铁芯时,B线圈中 有tano-,当tano有最大值时,v.最大,R最大, 的磁通量增大,选项A错误;拔出A线圈时,B线圈中的磁 通量减小,选项B正确;变阻器的滑片向左移动时,电流增 大,B线圈中的磁通量增大,选项C错误;断开开关S瞬间 联立可得-2r,tan-2- 电流减小,B线圈中的磁通量减小,选项D正确 (2)图乙中指针向左偏,可知感应电流的方向是顺时针,感 应电流的磁场方向向下,条形磁体的磁场方向向上,由感应 (3)当v最大时,电子在电场中运动时沿y轴正方向有最大 位移y, 电流的磁场阻碍原磁场磁通量变化可知,磁通量增大,条形 磁体向下插入;图丁中可知指针向右偏,则感应电流的方向 是逆时针,有安培定则可知,感应电流的磁场方向向上,条 形磁体向上拔出,即磁通量减小,由感应电流的磁场阻碍磁 7n 七 通量的变化可知,条形磁体的磁场方向应该向上,所以条形 联立得。2^ 磁体上端为N极,下端为S极. EeL”. (1)①向右 ②BD(2)下 s E(1)#2)2)2)(3)2-#} 【情境导学】 EelL{ 有时相反,有时相同;闭合回路中原磁通量增加时相反, 第二章 电磁感应 闭合回路中原磁通量减少时相同. [例题2C 解当P向右滑动时,电路中电阻减小,电流增 第1节 楞次定律 大,穿过线圈ab的磁通量增大,根据楞次定律判断,线圈ah 将顺时针转动,选项C正确. 课前·教材预案 [变式2]D 解开关断开时,线圈中无感应电流,对条形磁 【教材梳理】 铁无阻碍作用,条形磁铁自由下落,故a一g:当开关闭合 知识点1 时,线圈中有感应电流,对条形磁铁有阻碍作用,故ag 2.(1)相同 1 阻碍(2)相反 阻碍 所以.一,选项D正确. 知识点2 【情境导学】 1.磁场 阻碍 变化 (1)感应电流的方向为a→d→c→b→a;(2)满足右手 2.能量守恒定律 机械能 电能 定则. 知识点3 [例题3]D 金属杆PQ突然向右运动,则其速度v方向 1.平面 掌心 导线运动 感应电流 向右,由右手定则可得,金属杆PQ中的感应电流方向由Q 2.切割磁感线 到P,PQRS中感应电流方向为逆时针方向;PQRS中感应 【自主检测】 电流产生垂直纸面向外的磁场,故环形金属线框T中为阻 1.(1)×(2)X(3)x(4) 碍此变化,会产生垂直纸面向里的磁场,则T中感应电流方 2.C 自a点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加. 向为顺时针方向,选项D正确. 由榜次定律判断知,线圈中感应电流的方向由上向下看为度 [变式3]BD 解当线框向右运动时,线框及硬导线切割磁 时针:自图示位置落至点时,穿过线圈的磁通量减少,由 感线产生感应电流,由右手定则可判定感应电流的方向向 次定律判断知,线圈中感应电流的方向由上向下看为逆时 上,即线框边ab与cd中的电流均是向上的,通过R的电流 针,选项C正确. 为从E到F,选项B、D正确,A、C错误 ·162·