内容正文:
知识整合与通关(一)
【知识网络构建】
【本章易错通关】
易错点1 安培力大小和方向判断错误
1.如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,长度为L的导体中通有恒定电流,电流大小为I.当导体垂直于磁场方向放置时,导体受到的安培力大小为BIL,若将导体在纸面内顺时针转过30°角,导体受到的安培力大小为 ( )
A. B.BIL
C.BIL D.2BIL
易错点2 误认为洛伦兹力不做功,也不能改变电荷的运动状态,洛伦兹力分力也不能做功
2.如图所示,在竖直绝缘的平台上,一个带正电的小球以水平速度v0抛出,落在地面上的A点,若加一垂直纸面向里的匀强磁场,则小球的落点 ( )
A.仍在A点
B.在A点左侧
C.在A点右侧
D.无法确定
[反思感悟]
易错点3 混淆磁偏转和电偏转
3.(多选)电子以与磁场垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域,从N点射出,如图所示,若电子质量为m,电荷量为e,磁感应强度为B,则 ( )
A.电子在磁场中运动的时间为
B.电子在磁场中运动的时间大于
C.电子竖直方向的位移为h=
D.电子的水平位移d=
[反思感悟]
易错点4 误认为回旋加速器获得的最大动能与加速次数和电压有关
4.(多选)如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置,其核心部分是两个D形金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的是 ( )
A.加速的次数
B.加速电压的大小
C.金属盒的半径
D.匀强磁场的磁感应强度
[反思感悟]
易错点5 不会用“动态圆”分析粒子流射入磁场中问题和带电粒子在磁场中的临界问题
5.如图所示,在竖直平面内的xOy直角坐标系中,x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.在第二象限内,垂直于纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN,MN到x轴的距离为d,上、下表面均能接收粒子.位于原点O的粒子源,沿xOy平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子.已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为.不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用,则 ( )
A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为2d
B.薄板的上表面接收到粒子的区域长度为d
C.薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d
D.薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为
[反思感悟]
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知识整合与通关(一)
【知识网络构建】
IlBsin θ B I 左手 吸引 排斥 qvBsin θ B v 左 不做功 qvB
【本章易错通关】
1.B [解析] 当导体垂直于磁场方向放置时,导体受到的安培力大小为BIL,当转过30°时,导体还是垂直于磁场,故此时受到的安培力还是BIL,选项B正确,A、C、D错误.
[错解分析] 不注意通电导体的物理情景,盲目由公式F=BILsin θ求解.
2.C [解析] 洛伦兹力虽不做功,但可以改变小球的运动状态(改变速度的方向),小球做曲线运动,在运动中任一位置受力如图所示,小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用,小球在竖直方向的加速度ay=<g,故小球平抛的时间将增加,落点应在A点的右侧.选项C正确.
[错解分析] 错解的原因是洛伦兹力不做功,不改变小球的运动状态,故仍落在A点.事实上洛伦兹力虽不做功,但可以改变小球的运动状态,可以改变速度的方向.
3.BD [解析] 用表示电子运动的弧长,电子垂直射入匀强磁场中,由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,运动时间为t==>,故A错误,B正确;根据几何关系可知(R-h)2+d2=R2,解得R=,其中Bev=m,解得h=(另一解大于R,舍去),d=,故C错误,D正确.
[错解分析] 错选C项, 造成上述错解的原因是把磁偏转当成了电偏转,误认为电子在磁场中做匀变速曲线运动——“类平抛运动”,实际上电子在磁场中做变速曲线运动——匀速圆周运动,只不过其轨迹是一段圆弧.
4.CD [解析] 根据qvB=m,得最大速度v=,则最大动能Ek=mv2=,知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关,与加速的次数和加速电压的大小无关.故C、D正确,A、B错误.
[错解分析] 错选A、B的理由是加速的次数越多,加速电压越大,电场力做功越多,所以加速所获得的动能就越大.错解的主要原因是没有弄清回旋加速器最大动能与哪些因素有关.
5.C [解析] 根据洛伦兹力提供向心力有qvB=,可得R==d,故A错误;当粒子沿x轴正方向射出时,上表面接收到的粒子离y轴最近,如图轨迹1,根据几何关系可知s上 min=d,当粒子恰能通过N点到达薄板上方时,薄板上表面接收点距离y轴最远,如图轨迹2,根据几何关系可知,s上 max=d,故上表面接收到粒子的区域长度为s上=d-d,故B错误;根据图像可知,粒子可以恰好打到下表面N点,当粒子沿y轴正方向射出时,粒子下表面接收到的粒子离y轴最远,如图轨迹3,根据几何关系此时离y轴距离为d,故下表面接收到粒子的区域长度为d,故C正确;根据图像可知,粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小,用时最短,有tmin==,故D错误.
[错解分析] 如果不用“动态圆”分析,就会错选D项或B项.
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