2020版高考物理大二轮培优通用版课件:专题四 第11讲 磁场的性质及带电粒子在磁场中的运动 .pptx
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1、第11讲 磁场的性质及带电粒子 在磁场中的运动,1,2,3,4,5,1.(2019全国卷)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为( ) A.2F B.1.5F C.0.5F D.0,解析:导体棒MN受到的安培力为F=BIL。根据串、并联电路的特点可知,导体棒ML与LN的电阻之和是导体棒MN电阻的2倍,导体棒MN的电流是导体棒ML与LN电流的2倍,导体棒处在同一磁场中,导体棒ML与LN的有效长度与导体棒MN相同,导体棒ML与LN受到
2、安培力的合力为0.5F。根据左手定则,导体棒ML与LN受到安培力的合力方向与导体棒MN受到的安培力方向相同,线框LMN受到安培力的合力为1.5F,故选B。 答案:B,1,2,3,4,5,2.(多选)(2018全国卷)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为 ,方向也垂直于纸面向外。则( ),1,2,3,4,5,答案:AC,1,2,3,4,5,3.(多选)(2017全国卷)某同学自制的
3、简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将( ) A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,1,2,3,4,5,解析:由于矩形线圈是由一根漆包线绕制而成,电流在环形线圈中通过,把左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉或者把左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉、右转轴下侧
4、的绝缘漆刮掉,这样在半个周期内受到安培力作用而转动,在另半个周期内靠惯性转动,故选项A、D做法可行;把左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,这样在半个周期内安培力是动力,另半个周期内安培力是阻力,阻碍线圈的转动,故选项B做法不可行;把左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,线圈中没有电流,线圈不受安培力作用,不能转动,故选项C做法不可行。 答案:AD,1,2,3,4,5,4.(2019全国卷)如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。ab边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k,则从a
5、、d两点射出的电子的速度大小分别为( ),1,2,3,4,5,答案:B,1,2,3,4,5,5. (2017全国卷)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2v1为( ),答案:C,考点1,考点2,考点3,考点4,安培力作用下的平衡问题 例1(多选)(2017全国卷)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有
6、电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是( ),A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直 B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直,考点1,考点2,考点3,考点4,解析:利用同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,受力分析如图。 设任意两导线间作用力大小为F,则 L1受合力F1=2Fcos 60=F,方向与L2、L3所在平面平行; L2受合力F2=2Fcos 60=F,方向与L1、L3所在平面平行; L3所受合力F3=2Fcos 30= F,方向与L1、L2所在平面垂直。故选B、C。 答案:BC,考点1,考点2,考点3,考点4,方法归纳使用公式
7、F=BIL计算安培力大小时的两点注意 (1)安培力大小常用公式F=BIL计算,要求两两垂直,特别要注意B与L垂直; (2)L是有效长度,即垂直磁感应强度方向的长度。如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈,其有效长度为零,所以闭合线圈通电后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和为零。,考点1,考点2,考点3,考点4,对应训练 1.(2019广东广州模拟)如图所示,两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L,与电动势为E0的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成角,回路其余电阻不计。
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