最新高考知识点总结——磁场优秀名师资料.doc
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1、高考知识点总结磁场十年高考知识点总结磁场1(电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O,半径为r。当不加磁场时,电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度,此时磁场的磁感应强度B应为多少, 2(如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图。一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h。管道中有一绝缘活塞。在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b,其中摔b的两端与一电压表相
2、连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中。当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为S。若液体的密度为p,不计所有阻力,求: (1)活塞移动的速度; (2)该装置的功率; (3)磁感强度B的大小; (4)若在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因。 3.汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A中心的小孔沿中心轴OO的方向进入到两块水1平正对放置的平行极板P和P间的区域(当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的
3、中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O点,(O与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计(此时,在P和P间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场(调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点(已知极板水平方向的长度为L,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L(如图所示)( 12(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。 (2)推导出电子的比荷的表达式 4.下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸)。滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从
4、另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸,6面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.510T/A。 已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动)。 (1)求发射过程中电源提供的电流强度 (2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大, (3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱,它嵌入砂箱的深度为s。设砂箱质量为M,滑块质量为m,不计砂箱与水平面
5、之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。 s 电 m l 源 5 .图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B 。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P 点。已知B 、v以及P 到O的距离l (不计重力,求此粒子的电荷q与质量m 之比。 B v M N O P l 6.在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿,x方向射入磁场,恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿,y方向飞出
6、。 (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m; (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60?角,求磁感应强度B多大,此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少, 7.磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是在平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。 如图2所示,通道尺寸a,2.0m、b,0.15m、c,0.10m。工作时,在通道内沿z轴正方向加B,8.0T的匀强磁场;沿x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压U,99.6V;海水沿y轴方
7、向流过通道。已知海水的电阻率,0.20?m。 ,(1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向; (2)船以,5.0m/s的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以5.0m/s的,s速率涌入进水口,由于通道的截面积小于进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v,8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U; 感d(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压按U,U,U计算,海水受到电感磁力的80,可以转化为对船的推力。当船以,5.0m/s的速度匀速前进时,,s求海水推力的功率。 8(图17是某装置的垂直截面图,虚线AA是垂直截面与磁场区边界面的12交线,匀强磁场分布在AA的右侧区域,磁感应强度B
8、=0.4T,方向垂直纸12面向外,AA与垂直截面上的水平线夹角为45?。AA在左侧,固定的薄1212板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为S、S,相距12L=0.2m。在薄板上P处开一小孔,P与AA线上点D的水平距离为L。在12小孔处装一个电子快门。起初快门开启,一旦有带正电微粒通过小孔,快门-3立即关闭,此后每隔T=3.010s开启一此并瞬间关闭。从SS之间的某一12位置水平发射一速度为v的带正电微粒,它经过磁场区域后入射到P处小0孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的0.5倍。 (1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度v应为0多少, )求上述微粒从
9、最(2初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。(忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无q3电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微,1.0,10C/kgm粒的运动) 10、在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B。一质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP,d)射入磁场(不计重力影响)。 ?如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度。 ?如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为(如图)。求入射粒子的速度。 Q R P A D O 10(如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、
10、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v匀速向右移动时,导体1棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。 (1)求导体棒所达到的恒定速度v; 2(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少, (3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大, (4)若t,0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,
11、导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图(b)所示,已知在时刻t导体棋睥瞬时速度大小为v,求导体棒做匀加速直线运t动时的加速度大小。 , , , , R m v 1 , B , , , L , , , , (a) v v t O t t 12、用密度为d、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭,abba合正方形框。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。 设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认,aabb为方框的边和边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。 (1)求方框下落
12、的最大速度vm(设磁场区域在数值方向足够长); g(2)当方框下落的加速度为2时,求方框的发热功率P; (3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为v(v0,0x0,xa的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B.在O点有一处小孔,一束质量为m、带电量为q(q0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后扎在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮,从射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速度最大的粒子在0ca的区域中运动的时间之比为2:5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重
13、力的影响). 14. t=0时,磁场在xOy平面内的分布如题23图所示.其磁感应强度的大小均为B,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区0域的宽度均为l.整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动. 0(1)若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由a匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=l、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止.B求 ?线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小; ?线框所受安培力的大小和方向. (2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为,正,画出L=0时磁感应强度的波形图,并求波长和频率f. 15.如图
14、所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上。在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场,在半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒发射装置,它沿x轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量q(q0)和初速度v的带电微粒。发射时,这束带电微粒分布在0y2R的区间内。已知重力加速度大小为g。 (1)从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入有磁场区域,并从坐标原点O沿y轴负方向离开,求点场强度和磁感应强度的大小和方向。 (2)请指出这束带电微粒与x轴相交的区域,并说明理由。 (3)若这束带电微粒初速度变为2v,那么它们与x轴相交的区域又在哪里,并说明理由。 17. 如图所示,
15、轻弹簧一端连于固定点O,可在竖直平面内自由转动,另一-2端连接一带电小球P,其质量m=210 kg,电荷量q=0.2 C.将弹簧拉至水平后,以初速度v=20 m/s竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方O01点时速度恰好水平,其大小v=15 m/s.若O、O相距R=1.5 m,小球P在O11-1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.610 kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间,小球P脱离弹簧,小球N脱离细绳,同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=1T的弱强磁场。此后,小球P在竖直平面内做半径r=0.5 m的圆周运动。小球P、N均可视为质点,2小球P的电荷量保持不
16、变,不计空气阻力,取g=10 m/s。那么, (1)弹簧从水平摆至竖直位置的过程中,其弹力做功为多少, (2)请通过计算并比较相关物理量,判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。 (3)若题中各量为变量,在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下,请推导出r的表达式(要求用B、q、m、表示,其中为小球N的运动速度与水平方向的夹角。 17. 图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸-3面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.010T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒4子以v=3.510m/s的速率从
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