1、走向高考 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 高考总复习走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场磁场 第八章第一部分 同步复习讲练 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场第4讲 电磁场在实际中的应用第八章 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考 点 体 验 题 型 突 破 学科特色素养 课 时 作 业 2341走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考 点 体 验走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场速度选择器基础自测1(2014 年天津塘沽模拟)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域 I
2、和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域 I 中不偏转，进入区域后偏转半径 R 相同，则它们具有相同的()A电荷量 B质量C速度D比荷走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 CD解析 正交电磁场区域实际上是一个速度选择器，这束正离子在区域中均不偏转，说明它们具有相同的速度，故C 正确。在区域中半径相同，RmvqB，所以它们应具有相同的比荷，C、D 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理1原理：如图所示，由所受重力可忽略不计，运动方向相同而速率不同的带电粒子组成的粒子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区中。已知电场强度大小为 E，方向
3、向下，磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向里，若粒子运动轨迹不发生偏转(重力不计)，必须满足平衡条件：_，故 vEB，这样就把满足 vEB的粒子从速度选择器中选择出来了。qBvqE走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场2特点(1)速度选择器只选择速度(大小、方向)，而不选择粒子的质量和电量。如上图若从右侧入射则不能穿出场区。(2)速度选择器 B、E、v 三个物理量的大小、方向互相约束，以保证粒子受到的电场力和洛伦兹力_。如图中只改变磁场 B 的方向，粒子将向下偏转。(3)当 vvE/B 时，则 qBv qE，粒子向上偏转；当v vE/B 时，qBvqE，粒子向下偏转。等大
4、、反向走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1由 vEB可以看出通过调节 E(即调节速度选择器电极两端的电压)和 B 就可以选择出进入偏转磁场的带电粒子的速度v。2速度选择器对正、负电荷均适用，且其两极间距离极小，粒子稍有偏转，即会打到极板上。3速度选择器中的 E、B 的方向具有确定的关系，仅改变其中一个的方向，就不能对速度做出选择。在复合场的方向符合要求的情况下，不论带电粒子的性质如何，只要带电粒子沿着设定的方向进入复合场，就可以对速度进行选择，因为洛伦兹力的方向与速度方向有关。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场质谱仪基础自测2.(2014广州
5、模拟)1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是()A该束带电粒子带负电B速度选择器的 P1 极板带正电C在 B2 磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在 B2 磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 BD解析 根据左手定则可确定粒子带正电，A 错误；由速度选择器中电场力和洛伦兹力方向相反知，P1板带正电，B 正确；根据 qvBmv2r，r mvqB，故可以确定 C 错误，D 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分
6、第八章 磁场考点梳理1用途：质谱仪是利用_和_控制电荷运动的精密仪器，它是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。2构造：质谱仪由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，如图所示：带电粒子注入器；加速电场(U)；速度选择器(B1、E)；偏转磁场(B2)；照相底片。电场磁场走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟质谱仪的工作原理：如图所示，设有一质量为 m，带电荷量为 q 的粒子，从容器进入加速电场，然后再经速度选择器进入偏转磁场，打到照相底片上，根据打上的位置，可以测出带电粒子的偏转半径 r。粒子在加速电场中加速，由动能定理可得12mv2qU，则 v2qU
7、m。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径rmvqB2mUqB2所以粒子的质量 mqB2r22U若 q 也未知，则可求出该粒子的比荷(电荷量与质量之比)qm 2UB2r2。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场回旋加速器3.(2014江苏常州高级中学高三资格赛)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设 D 形盒半径为 R。若用回旋加速器加速质子时，
8、匀强磁场的磁感应强度为 B，高频交流电频率为 f，则下列说法正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A质子被加速后的最大速度不可能超过 2fRB质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变电流D不改变 B 和 f，该回旋加速器也能用于加速 粒子走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 AB解析 由 T2Rv，T1/f，可得质子被加速后的最大速度为 2fR，不可能超过 2fR，质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关，选项 A、B 正确。高频电源可以使用正弦式交变电流，选项 C 错误。要加速
9、 粒子，高频交流电周期必须变为 粒子在其中做圆周运动的周期，即 T2mqB，故D 错。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理1基本构造(如图所示)回旋加速器的核心部分是放置在磁场中的两个 D形的金属扁盒(如图所示)，其基本组成为：粒子源；两个 D 形金属盒；匀强磁场；高频电源；粒子引出装置；真空容器。2工作原理(1)电场加速 qU_(2)磁场约束偏转 qBvmv2r，rmvqBv(3)加速条件：高频电源的周期与带电粒子在 D 形盒中运动的周期相同，即 T 电场T 回旋_。Ek2mqB走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1带电粒子在回旋加速器
10、内运动，决定其最终能量的因素由于 D 形金属盒的大小一定，所以不管粒子的大小及带电量如何，粒子最终从加速器内射出时应具有相同的旋转半径。由牛顿第二定律得 qvnBmv2nrn由此可得 Eknq2B2r2n2m可见，粒子获得的能量与回旋加速器的直径有关，直径越大，粒子获得的能量就越大。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场2决定带电粒子在回旋加速器内运动时间长短的因素带电粒子在回旋加速器内运动时间的长短，与带电粒子做匀速圆周运动的周期有关，同时还与带电粒子在磁场中转动的圈数有关。设带电粒子在磁场中转动的圈数为 n，加速电压为U。因每加速一次粒子获得能量为 qU，每圈有两次加速。
11、结合Eknq2B2r2n2m 知，2nqUq2B2r2n2m，因此 nqB2r2n4mU。所以带电粒子在回旋加速器内运动时间 tnTqB2r2n4mU2mqB Br2n2U。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场霍尔效应基础自测4.(2014柳州质检)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 I，C、D 两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A若元件的载流子是自由电子，则 D 侧面电势高于 C 侧面电势B
12、若元件的载流子是自由电子，则 C 侧面电势高于 D 侧面电势C在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直D在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 AC解析 由左手定则可知，若载流子为电子，则电子向 C侧面偏转，即 C 侧面电势低，选项 A 正确，选项 B 错误；赤道上方的地磁场方向水平，则元件的工作面应竖直放置保证磁场与之垂直，选项 C 正确，选项 D 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理如图所示，高为 h、宽为 d 的导体置于匀强磁场 B 中，当电流通过导体时，在导体板的
13、上表面 A 和下表面 A之间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压。设霍尔导体中自由电荷(载流子)是自由电子，图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力_，在上表面 A 积聚电子向上走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场则 qBvqE，EBv电势差 UEhBhv，又 InqSvS 为导体的横截面积 S hd得 vInqhd所以 UBhv BInqdKBIdK 1nq，称为霍尔系数。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟测定导体内自由电荷的浓度 n，判断导体内是何种自由电荷。只要测出 B、I、U 和 d，可得霍尔系数 K 和 n。测出霍尔电压 U
14、 的正、负，即可判断自由电荷的类型。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场磁强计：测量磁感应强度 B 的仪器。磁强计中有一块导体，接有 a、b、c、d 四个电极，导体置于匀强磁场中，如图所示。a、b 间通有电流 I，c、d 间出现电势差 U。由上面的讨论可得BnqlUI，则 BU。只要将磁强计在已知的磁场中定好刻度，即可通过测量 U 来确定 B。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场题 型 突 破走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场质谱仪命题规律 根据质谱仪的工作原理，确定粒子的质量或比荷。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八
15、章 磁场如图所示，质谱仪主要是用来研究同位素(即原子序数相同，原子质量不同的元素)的仪器。正离子源产生带电量为 q 的正离子，经 S1、S2 两金属板间的电压 U 加速后，进入粒子速度选择器 P1、P2 之间。P1、P2 之间有场强为 E 的匀强电场和与之正交的磁感应强度为 B1的匀强磁场，通过速度选择器的粒子经 S3 细孔射入磁感应强度为 B2 的匀强磁场沿一半圆轨迹运动，射到照相底片 M 上，使底片感光，若该离子质量为 m，底片感光处距细孔 S3 的距离为 x，试证明：mqB1B2x/2E。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场证明 正离子通过速度选择器后的速度，可由B1
16、qvEq，求得 vE/B1。正离子在磁场 B2中做圆周运动时，rx/2mv/B2q，即 mB2qx/2vB1B2qx/2E。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场总结评述 由本题可知 q/m1/x(x 为回旋直径)对质谱仪来说，可以通过谱线的条数和强弱来确定同位素的种类和含量的多少，这是实际测量的基本原理。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中 S0A23S0C，则下列相关说法中正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A甲束粒子带正电，乙束粒子带负电B甲束
17、粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C能通过狭缝 S0 的带电粒子的速率等于 EB2D若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为 32走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 B解析 本题考查速度选择器、带电粒子在匀强磁场中的运动，意在考查考生的理解能力和分析推理能力。由左手定则可判定甲束粒子带负电，乙束粒子带正电，A 错误；粒子在磁场中做圆周运动满足 B2qvmv2r，即qm vB2r，由题意知 r 甲r 乙，所以甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷，B 正确；由 qEB1qv 知能通过狭缝 S0 的带电粒子的速率等于EB1，C 错误；由qm vB2r知m甲m乙r甲r乙
18、，D 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场回旋加速器命题规律 根据回旋加速器的工作原理，确定粒子的最大动能或运动时间。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场如图所示，回旋加速器 D 形盒的半径为 R，用来加速质量为 m、电荷量为 q 的质子，使质子由静止加速到能量为 E 后，由 A 孔射出，求：(1)加速器中匀强磁场 B 的方向和大小；(2)设两 D 形盒间距为 d，其间电压为 U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数；(3)加速到上述能量所需时间。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析(1
19、)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由 Bqvmv2R 得，vBqRm，又 E12mv212m(BqRm)2所以 B 2mERq，方向垂直于纸面向里(2)带电粒子每经过一个周期被电场加速二次，能量增加2qU，则：E2qUn，n E2qU走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(3)可以忽略带电粒子在电场中运动的时间，又带电粒子在磁场中运行周期 T2mBq，所以t 总nT E2qU2mBq mEq2BUR 2mE2qU答案(1)2mERq 方向垂直于纸面向里(2)E2qU(3)R 2mE2qU走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场用如图所示的回旋加速器分别加速氘核
20、21H 和氦核42He。下列说法中正确的是()A它们的最大速度相同B它们的最大动能相同C加速氘核21H 时高频电源的频率大于加速氦核42He 的频率D加速氘核21H 时高频电源的频率小于加速氦核42He 的频率走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 A解析 根据 qvBmv2r 得 vqBrm，当 rR(回旋加速器的半径)时，速度最大，因为两核的比荷qm相同，所以 A 正确；它们的质量不等，B 错误；在回旋加速器中，欲使核得到加速，高频电源的频率必须等于核做圆周运动的频率，C、D 均错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场学科特色素养走向高考 高考总
21、复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场28磁流体发电机命题规律 根据磁流体发电机工作原理，确定电路中电流、电阻率等。(2014福建理综)如图，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为 L、宽为 d、高为 h，上下两面是绝缘板，前后两侧面 M、N 是电阻可以忽略的导体板，两导体板与开关 S 和定值电阻 R 相连。整个管道置于磁感应强度大小为 B，方向沿 z 轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为 的导电液体(有大量的正、负离子)，且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率 v0 沿 x 轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。走向高考 高考总复习
22、人教版 物理第一部分 第八章 磁场(1)求开关闭合前，M、N 两板间的电势差大小 U0；(2)求开关闭合前后，管道两端压强差的变化 p；(3)调整矩形管道的宽和高，但保持其它量和矩形管道的横截面积 Sdh 不变，求电阻 R 可获得的最大功率 Pmax 及相应的宽高比 d/h 的值。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析(1)设带电离子所带的电量为 q，当其所受的洛伦兹力与电场力平衡时，U0 保持恒定，有qv0BqU0d 得 U0Bdv0(2)设开关闭合前后，管道两端压强差分别为 p1、p2，液体所受的摩擦阻力均为 f，开关闭合后管道内液体受到安培力为 F安，有p1hdfp
23、2hdfF 安走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场F 安BId根据欧姆定律，有I URr两导体板间液体的电阻r dLh由式得p Ldv0B2IhRd走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(3)电阻 R 获得的功率为PI2RP(Lv0BLRd h)2R当dhLR 时电阻 R 获得的最大功率PmLSv20B24答案(1)Bdv0(2)P Ldv0B2LhRd(3)LSv20B24走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014安徽皖南八校联考)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a 和 b 以及一
24、对磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极 a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、b 之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为 3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 160V，磁感应强度的大小为 0.040T。则血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A1.3m/s，a 正、b 负B2.7m/s，a 正、b 负C1.3m/s，a 负、b 正D2.7m/s，a 负、b 正答案 A解析 由左手定则可判定 a 为正极，b 为负极。由 BvqEq，BvEUd得 v UBd1.3m/s走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场课 时 作 业（点此链接）
