（江蘇專用）2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 要點(diǎn)回扣 專題12 磁場(chǎng)學(xué)案

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1、（江蘇專用）2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 要點(diǎn)回扣 專題12 磁場(chǎng)學(xué)案 1.基本概念及相關(guān)應(yīng)用 2.圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱規(guī)律 (1)從直線邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等，如圖1甲、乙、丙所示。 (2)在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿半徑射入的粒子，必沿半徑射出，如圖丁所示。 圖1 3.磁發(fā)散和磁聚焦：當(dāng)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與圓形磁場(chǎng)的半徑相等時(shí)，會(huì)出現(xiàn)磁發(fā)散或磁聚焦現(xiàn)象，即當(dāng)粒子由圓形磁場(chǎng)的邊界上某點(diǎn)以不同速度射入磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)平行射出磁場(chǎng)，如圖2甲所示；當(dāng)粒子平行射入磁場(chǎng)中時(shí)，會(huì)在圓形磁場(chǎng)中匯聚于圓上一點(diǎn)，如圖乙所示。 圖2 4.環(huán)狀磁場(chǎng)區(qū)域規(guī)律要點(diǎn)

2、(1)徑向出入：帶電粒子沿(逆)半徑方向射入磁場(chǎng)，若能返回同一邊界，則一定逆(沿)半徑方向射出磁場(chǎng)，如圖3甲、乙所示。 (2)最值相切：一群粒子沿環(huán)狀的半徑方向從中空區(qū)域射入磁場(chǎng)，不能穿越磁場(chǎng)的最大速度對(duì)應(yīng)軌跡如圖丙所示；沿各方向從中空區(qū)域射入磁場(chǎng)區(qū)的所有粒子都不能穿越磁場(chǎng)的最大速度對(duì)應(yīng)軌跡如圖丁所示。 圖3 5.用動(dòng)圓法解臨界問(wèn)題 (1)定圓旋轉(zhuǎn)法：當(dāng)帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率v大小一定，但射入的方向變化時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R是確定的。在確定粒子運(yùn)動(dòng)的臨界情景時(shí)，可以以入射點(diǎn)為定點(diǎn)，將軌跡圓旋轉(zhuǎn)，作出一系列軌跡，從而探索出臨界條件。如圖4所示為粒子進(jìn)入單邊界磁場(chǎng)時(shí)的情景。

3、 圖4 (2)動(dòng)態(tài)放縮法：當(dāng)帶電粒子射入磁場(chǎng)的方向確定，但射入時(shí)的速度v大小或磁場(chǎng)的強(qiáng)弱B變化時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R隨之變化。在確定粒子運(yùn)動(dòng)的臨界情景時(shí)，可以以入射點(diǎn)為定點(diǎn)，將軌道半徑放縮，作出一系列的軌跡，從而探索出臨界條件。如圖5所示，粒子進(jìn)入長(zhǎng)方形邊界OABC從BC邊射出的臨界情景為②和④。 圖5 [保溫訓(xùn)練] 1.(2016·北京高考)中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也。”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖6。結(jié)合上述材料，下列說(shuō)法不正確的是(　　) 圖6 A.地理南、北極

4、與地磁場(chǎng)的南、北極不重合 B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近 C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行 D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用 解析　地球?yàn)橐痪薮蟮拇朋w，地磁場(chǎng)的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合；且地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，只有赤道上空磁場(chǎng)的方向才與地面平行；對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場(chǎng)方向不會(huì)平行，一定受到地磁場(chǎng)力的作用，故選項(xiàng)C說(shuō)法不正確。 答案　C 2.(2018·無(wú)錫模擬)洛倫茲力使帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列各圖中均標(biāo)有帶正電荷粒子的運(yùn)動(dòng)速度、洛倫茲力及磁場(chǎng)的方向，虛線圓表示粒子的軌跡

5、，其中可能出現(xiàn)的情況是(　　) 解析　由粒子的速度和磁場(chǎng)方向，根據(jù)左手定則判斷得知，A圖中洛倫茲力指向圓心，提供向心力，故選項(xiàng)A正確；B圖中洛倫茲力向上背離圓心，粒子不可能沿圖示軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C圖中洛倫茲力向左背離圓心，粒子不可能沿圖示軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D圖中洛倫茲力方向不指向圓心，粒子不可能沿圖示軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　A 3.(多選)(2018·江蘇無(wú)錫聯(lián)考)如圖7所示，在邊界MN的兩側(cè)分別有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同，兩個(gè)粒子從邊界上的O點(diǎn)同時(shí)向上以垂直于邊界的速度射入磁場(chǎng)，兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

6、不同，結(jié)果兩個(gè)粒子同時(shí)分別到達(dá)邊界上的A點(diǎn)和B點(diǎn)，則(　　) 圖7 A.兩粒子的速度大小相等 B.兩粒子的質(zhì)量相同 C.兩粒子的比荷相同 D.兩粒子在以后的運(yùn)動(dòng)中都會(huì)同時(shí)到達(dá)邊界MN 答案　CD 4.(多選)(2018·江蘇如皋中學(xué)調(diào)研)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖8所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖8 A.減小狹縫間的距離 B.增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 C.增大D形

7、金屬盒的半徑 D.增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓 答案　BC 5.(多選)將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列圖象能正確反映各量間關(guān)系的是(　　) 解析　勻強(qiáng)磁場(chǎng)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向相同，不隨F或IL而發(fā)生變化，故選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；由于導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)，有B＝，即F＝ILB?？梢?jiàn)在B不變的情況下F與IL成正比，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確。 答案　BC 6.(多選)(2018·洛陽(yáng)聯(lián)考)如圖9是“探究影響通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力因素”的實(shí)驗(yàn)示意圖。三塊相同馬蹄形磁鐵并列放置在水平桌面上，導(dǎo)體棒用圖中1、2、3、4輕而柔軟的細(xì)導(dǎo)線懸掛起來(lái)，它們之中的任意兩根可與導(dǎo)體棒和電

8、源構(gòu)成回路。認(rèn)為導(dǎo)體棒所在位置附近為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最初細(xì)導(dǎo)線1、4接在直流電源上，電源沒(méi)有在圖中畫(huà)出。關(guān)于接通電源時(shí)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列敘述正確的是(　　) 圖9 A.改變電流方向同時(shí)改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向?qū)?huì)改變 B.僅改變電流方向或者僅改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向一定改變 C.增大電流同時(shí)并改變接入導(dǎo)體棒上的細(xì)導(dǎo)線，接通電源時(shí)，導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度一定增大 D.僅拿掉中間的磁鐵，導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度減小 解析　根據(jù)左手定則判斷可知，改變電流方向同時(shí)改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向不會(huì)改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；僅改變電流方向或者僅改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向一定改變，選項(xiàng)B正確；增大電流同時(shí)并

9、改變接入導(dǎo)體棒上的細(xì)導(dǎo)線，結(jié)合題意可知，導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度減小，則接通電源時(shí)，導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度不一定增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；僅拿掉中間的磁鐵，導(dǎo)體棒所受安培力減小，擺動(dòng)幅度減小，選項(xiàng)D正確。 答案　BD 7.(多選)如圖10所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。加速電場(chǎng)的電壓為U，速度選擇器中的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，一電荷量為q的帶正電的粒子在加速電場(chǎng)中加速后進(jìn)入速度選擇器，剛好能從速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得直徑為d，照相板上有記錄粒子位置的膠片。下列表述正確的是(　　) 圖10 A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B.粒子在速度選擇器中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.所有粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的速度相同 D.粒子質(zhì)量為 解析　質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，選項(xiàng)A正確；經(jīng)過(guò)速度選擇器時(shí)可知能通過(guò)狹縫的帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)且速率等于，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；粒子通過(guò)速度選擇器有qE＝qvB1，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，洛倫茲力提供向心力有qvB2＝m，而r＝，解得m＝，選項(xiàng)D正確。 答案　ACD