专题10电场、磁场综合复习小结学案解读（5篇可选）

第一篇：专题10电场、磁场综合复习小结学案解读

夫学须静也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学 专题10 电场、磁场综合复习小结学案 主编：周中兵 【2014考点预测】

从2013高考试题来看，带电粒子在复合场中的运动依然为高考命题的热点之一。本考点是带电粒子在复合场中的运动知识，侧重于考查带电粒子在磁场和电场、磁场和重力场以及磁场、电场和重力场三场所形成的复合场的问题。预测2014高考带电粒子在复合场中的运动仍为高考的重点和热点，如在复合场中的直线运动以及依次通过电场和磁场的运动，题目与共点力平衡、牛顿运动定律、能量守恒、动能定理、圆周运动等联系在一起，且多与实际问题相结合，主要考查学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力。

【考点定位】

一．带电粒子在复合场中的受力

复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在的某一空间.粒子经过该空间时可能受到的力有重力、电场力和洛伦兹力，抓住三个力的特点是分析和求解相关问题的前提和基础．

1．重力：若为基本粒子（如电子、质子、α粒子、离子等）一般不考虑重力；若为带电颗粒（如液滴、油滴、小球、尘埃等）一般需考虑重力．

2．电场力：带电粒子（体）在电场中一定受到电场力作用，在匀强电场中，电场力为恒力，大小为F=qE．电场力的方向与电场的方向相同或相反．电场力做功也与路径无关，只与初末位置的电势差有关，电场力做功一定伴随着电势能的变化．

3．洛伦兹力：带电粒子（体）在磁场中受到的洛伦兹力与运动的速度（大小、方向）有关，洛伦兹力的方向始终和磁场方向垂直，又和速度方向垂直，故洛伦兹力永远不做功，也不会改变粒子的动能． 二．粒子在复合场中运动

1．在运动的各种方式中，最为熟悉的是以垂直电磁场的方向射入的带电粒子，它将在电磁场中做匀速直线运动，那么，初速v0的大小必为E/B，这就是速度选择器模型，关于这一模型，我们必须清楚，它只能选取择速度，而不能选取择带电的多少和带电的正负，这在历年高考中都是一个重要方面．

2．带电物体在复合场中的受力分析：带电物体在重力场、电场、磁场中运动时，其运动状态的改变由其受到的合力决定，因此，对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点：

①受力分析的顺序：先场力（包括重力、电场力、磁场力）、后弹力、再摩擦力等．

②重力、电场力与物体运动速度无关，由物体的质量决定重力大小，由电场强决定电场力大小；但洛仑兹力的大小与粒子速度有关，方向还与电荷的性质有关．所以必须充分注意到这一点才能正确分析其受力情况，从而正确确定物体运动情况．

3．带电物体在复合场的运动类型：

①匀速运动或静止状态：当带电物体所受的合外力为零时 ②匀速圆周运动：当带电物体所受的合外力充当向心力时

③非匀变速曲线运动；当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时 4．综合问题的处理方法(1)处理力电综合题的的方法

处理力电综合题与解答力学综合题的思维方法基本相同，先确定研究对象，然后进行受力分

析（包括重力）、状态分析和过程分析，能量的转化分析，从两条主要途径解决问题．

①用力的观点进解答，常用到正交分解的方法将力分解到两个垂直的方向上，分别应用牛顿第三定律列出运动方程，然后对研究对象的运动进分解．可将曲线运动转化为直线运动来处理，再运用运动学的特点与方法，然后根据相关条件找到联系方程进行求解． ②用能量的观点处理问题

对于受变力作用的带电体的运动，必须借助于能量观点来处理．即使都是恒力作用的问题，用能量观点处理也常常显得简洁，具体方法有两种：

ⅰ．用动能定理处理，思维顺序一般为： A．弄清研究对象，明确所研究的物理过程

B．分析物体在所研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是负功 C．弄清所研究过程的始、末状态（主要指动能）

ⅱ．用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理，列式的方法常有两种： A．从初、末状态的能量相等（即E1=E2）列方程

B．从某些能量的减少等于另一些能量的增加（即∆E=∆E'）列方程

c若受重力、电场力和磁场力作用，由于洛仑兹力不做功，而重力与电场力做功都与路径无关，只取决于始末位置．因此它们的机械能与电势能的总和保持不变．

(2)处理复合场用等效方法：

各种性质的场与实物（由分子和原子构成的物质）的根本区别之一是场具有叠加性．即几个场可以同时占据同一空间，从而形成叠加场，对于叠加场中的力学问题，可以根据力的独立作用

夫学须静也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学

原理分别研究每一种场力对物体的作用效果；也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将叠加紧场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析与解答． 三．“磁偏转”和“电偏转”

磁偏转与电偏转分别是利用磁场和电场对运动电荷施加作用，控制其运动方向．这两种偏转有如下差别： 1．受力特征

在磁偏转中，质量为m，电荷量为q的粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，所受磁场力（即洛伦兹力）FB=Bqv．FB使粒子的速度方向发生变化，而速度方向的变化反过来又使FB的方向变化，FB是变力．

在电偏转中，质量为m，电荷量为q的粒子以速度v0垂直射入电场强度为E的匀强电场中，所受电场力FE=qE．FE与粒子的速度无关，是恒力． 2．运动规律

在磁偏转中，变化的FB使粒子做匀速曲线运动––––匀速圆周运动，其运动规律分别从时（周期）、空（半径）两个方面给出： T= 2πmBq，r=mv qB ． 在电偏转中，恒定的FE使粒子做匀变速曲线运动––––类平抛运动，其运动规律分别从垂直于电场方向和平行于电场方向给出： vx=v0，x=v0t vqEy= mt，y=1qE2 2⋅m t 3．偏转情况

在磁偏转中，粒子的运动方向所能偏转的角度不受限制，θvtB=ωt=r=qB m t，且在相等时间内偏转的角度总是相等． 在电偏转中，粒子的运动方向所能偏转的角度θπ E<2，且在相等的时间内偏转的角度是不相等的． 4．动能变化

在磁偏转中，由于FB始终与粒子的运动方向垂直，所以，粒子动能的大小保持不变． 在电偏转中，由于FE与粒子运动方向之间的夹角越来越小，粒子的动能将不断增大，且增大得越来越快． 四．高科技器材

1．速度选择器

正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器．带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器．否则将发生偏转．这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出：qvB=Eq，v= E B ．在本图中，速度方向必须向右．

（1）这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关．

（2）若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线． 2．电磁流量计

电磁流量计的原理可解释为：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛仑兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差．当自由电荷所受的电场力和洛仑兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定．则 Bqv=Eq= UqU πd2d，可得v=Bd ．流量为Q=Sv=4⨯UπdUBd=4B．

第二篇：磁场复习教学案

磁场复习导学案

．磁场及特性

和电场一样，磁场是一种以特殊形态——场的形态——存在着的物质；和电场不一样，电场是存在于电荷或带电体周围的物质，而磁场的场源则可以是如下三种特殊物体之一： ①磁体，②电流，③运动电荷，此三种磁场的场源都可以归结为同一种类型——运动电荷。

为了量化磁场的力特性，我们引入磁感强度的概念，其定义方式为：取检验电流，长为L，电流强度为I，并将其垂直于磁场放置，若所受到的磁场力大小为F，则电流所在处的磁感强度为 B=F/(IL).而对B的形象描绘是用磁感线：疏密反映B的大小，切线方向描绘了B的方向。2．磁场的作用规律（1）磁场对磁极的作用。

N(S)极处在磁场中，所受到的磁场力方向与磁极所在处的磁场方向相同（反）；同一磁极所在处磁感强度越大，所受磁场力越大；不同磁极处在磁场中同一处时，所受磁场力一般不同。

（2）磁场对电流的作用。

电流强度为I、长度为L的电流处在磁感强度为B的匀强磁场中时，所受到的作用称为安培力，其大小FB的取值范围为 0≤FB≤BIL

当电流与磁场方向平行时，安培力取值最小，为零；当电流与磁场方向垂直时，安培力取值最大，为BIL。如果电流与磁场方向夹角为θ，可采用正交分解的方式来处理安培力大小的计算问题，而安培力的方向则是用所谓的“左手定则”来判断的。（3）磁场对运动电荷的作用。

带电量为q、以速度υ在磁感强度为B的均强磁场中运动的带电粒子所受到的作用为称为洛仑兹力，其大小fB的取值范围为 0≤fB≤qυB.3．带电粒子在磁场中的运动

（1）电荷的匀强磁场中的三种运动形式。

如运动电荷在匀强磁场中除洛仑兹力外其他力均忽略不计（或均被平衡），则其运动有如下三种形式：

当υ∥B时，所受洛仑兹力为零，做匀速直线运动；当υ⊥B时，所受洛仑力充分向心力，做半径和周期分别为 R=m2m，T= 的匀速圆周运动； qBqB（2）电荷垂直进入匀强磁场和匀强电场时运动的比较。

由于和电场相比，磁场的基本特征以及对运动电荷的作用特征存在着较大的差异，因此 电荷垂直进入匀强磁场和匀强电场时所做的所谓“磁偏转”和“电偏转”运动，有着如下诸方面的差异：

①“电偏转”中偏转力fe=qE与运动速度无关，“磁偏转”中偏转力fB=qυB随运动速度变化。

②“电偏转”时做的是类平抛运动，其运动规律为x=υ0t，y=

qE

2t；“磁偏转”时做2m的是匀速圆周运动，其运动规律是从时、空两个角度反映了运动的特征：T=

2mm，B=。qBqB③“电偏转”中偏转角度受到θe＜取任意值。

1qBt，则可π的限制；“磁偏转”中偏转角度θB=

2m④“电偏转”中偏转的快慢程度越来越慢（单位长时间内偏转角越来越小），“磁偏转”中偏转的快慢程度则保持恒定（任意相等的时间内偏转的角度均相等）。

⑤“电偏转”中由于偏转力fe做功，因而兼有加速功能，动能将增加；“磁偏转”中由于偏转力fB总不做功，动能保护定值。

⑥“电偏转”最常见的是应用于示波管中，“磁偏转”则常被应用于回旋加速器中。考点1 磁场、安培力

1、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面

0向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（）

A.方向沿纸面向上，大小为(21)ILB B.方向沿纸面向上，大小为(21)ILB C.方向沿纸面向下，大小为(21)ILB D.方向沿纸面向下，大小为(21)ILB

2、带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是（）

A．洛伦兹力对带电粒子做功

B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关

D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向

3、如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）

A．感应电流方向不变 B．CD段直线始终不受安培力

C．感应电动势最大值E＝Bav D．感应电动势平均值

E1Bav4

4、在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向（）

A.与ab边平行，竖直向上 B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边

考点2 带电粒子在磁场中的运动、洛伦兹力

5、有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是()A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功

D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行

6、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A．速率越大，周期越大 B．速率越小，周期越大 C．速度方向与磁场方向平行 D．度方向与磁场方向垂直

7、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是()A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点 C．粒子带负电

D．粒子带正电

8、如图所示，在x轴的上方（y＞0的空间内）存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角，若粒子的质量为m，电量为q，求：

（1）该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径；（2）粒子在磁场中运动的时间。考点3 带电粒子在复合场中的运动

9、磁流体发电是一项新兴技术．它可以把气体的内能直接转化为电能．如图是它的示意图。平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B．将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大世正、负带电粒子)垂直于 B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两扳间距为d，稳定时下列说法中正确的是（）

A图中A板是电源的正极 B图中B板是电源的正极

C电源的电动势为Bvd D．电源的电动势为Bvq

10、如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g,求

(1)电场强度E的大小和方向；

(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.11、如图所示，一个质量为m =2.0×10kg，电荷量q = +1.0×10C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U2=100V。金属板长L=20cm，两板间距d =103cm。求：

（1）微粒进入偏转电场时的速度v0大小；（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ；（3）若该匀强磁场的宽度为D=10cm，为使微粒不

会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？-5

第三篇：高中物理知识点总结：专题复习三_电场、电路、磁场

专题复习三 电场、电路、磁场

一.本周教学内容：专题复习三 电场、电路、磁场 【典型例题】

例1.如图所示，P、Q是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O，A，B是中垂线上的两点，OA＜OB。用EA、EB、UA、UB分别表示A、B两点的场强和电势，则（）

A.EA一定大于EB，UA一定大于UB B.EA不一定大于EB，UA一定大于UB C.EA一定大于EB，UA不一定大于UB D.EA不一定大于EB，UA不一定大于UB 解析：等量同号点电荷电场分布，沿OA方向电势降低，场强先增大后减小，但由于不能确定场强最大值出现在哪儿，故选B。

例2.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别是Ua、Ub、Uc，且Ua＞Ub＞Uc，一个带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）

A.ab间电路通，cd间电路不通 B.ab间电路不通，bc间电路通 C.ab间电路通，bc间电路不通 D.bc间电路不通，cd间电路通 解析：Uad＝220V，Ubd＝220V，说明ab间通，由Uad＝220V，Uac＝220V，说明cd间通，由于无电流，故只能bc间断，选CD。

例4.如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（）

A.小物块所受电场力逐渐减小 B.小物块具有的电势能逐渐减小 C.M点的电势一定高于N点的电势

D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功

解析：小物块在库仑斥力和摩擦力作用下从M至N，先加速后减速，加速度变化是先减小后增大。但库仑斥力一直做正功，电势能减小。由于小物块远离Q，电场力逐渐减小。对小物块由M点至N点运用动能定理，W电－Wf＝0－0，故W电＝Wf。由于不知Q的电性，故M、N 点电势无法比较。选 ABD。

例5.目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能。如图所示为它的发电原理。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，从整体来说呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为（）

解析：

放电电流方向A→R→B，选D。

例6.在如图所示的电路中，当可变电阻R的阻值增大时（）

A.AB两点间的电压U增大 B.AB两点间的电压U减小 C.通过R的电流I增大 D.回路中的总电功率增大

解析：当可变电阻R增大时，R外增大故闭合电路总电流I减小，电源两端电压U端增

例7.如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab＝2bc，磁场方向垂直纸面；实线框a'b'c'd'是一正方形导线框，a'b'与ab边平行，若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则（）

例8.电磁流量计如图所示，用非磁性材料制成的圆管道，外加一匀强磁场。当管中导电液体流过此区域时，测出管道直径两端的电势差U，就可以得知管中液体的流量Q，即单位时间内流过管道横截面的液体的体积（m3/s）。若管道直径为D，磁感应强度为B，则Q＝_____________。

A.保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B.保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量减小 C.断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D.断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

解析：K接通，电容器电压不变，减小板间距d，则电场强度增大。在两板插入介质，例11.如图所示，光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下，滑到最低位置B时，球对轨道的压力为2mg。

例12.汤姆生在测定阴极射线的荷质比时采用的方法是利用电场、磁场偏转法，即通过测出阴极射线在给定匀强电场和匀强磁场中穿过一定距离时的速度偏转角来达到测定其荷质比的目的。利用这种方法也可以测定其它未知粒子的荷质比，反过来，知道了某种粒子的荷质比，也可以利用该方法了解电场或者磁场的情况。

假设已知某种带正电粒子（不计重力）的荷质比（q/m）为k，匀强电场的电场强度为E，方向竖直向下。先让粒子沿垂直于电场的方向射入电场，测出它穿过水平距离L后的速度偏转角θ（θ很小，可认为θ≈tanθ）（见图甲）；接着用匀强磁场代替电场，让粒子以同样的初速度沿垂直于磁场的方向射入磁场，测出它通过一段不超过1/4圆周长的弧

解析：

例13.如图所示，空间分布着场强为E的匀强电场和匀强磁场B1、B2，且磁感强度大小B1＝B2＝B，磁场B2的区域足够大，电场宽度为L。一带电粒子质量为 m，电量为q。不计重力，从电场边缘A点由静止释放该粒子经电场加速后进入磁场，穿过磁场B1区域（图中虚线为磁场分界线，对粒子运动无影响。）进入磁场 B2，粒子能沿某一路径再次返回A点，然后重复上述运动过程。求：

（1）粒子进入磁场时的速度大小v。（2）磁场B1的宽度D。

（3）粒子由A点出发至返回A点需要的最短时间t。

解析：

例14.如图所示为示波管的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY'和XX'，设偏转电极的极板长均为

求：（1）若只在YY'偏转电极上加电压UYY'＝U1（U1＞0），则电子到达荧光屏上的速度多大？

（2）在第（1）问中，若再在XX'偏转电板上加上UXX'＝U2（U2＞0），试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。

解析：（1）

（2）电子在y电场中偏移距离：

根据相似三角形

同理在xx'方向

根据相似三角形

（1）试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动。（2）在图中画出带电小球从抛出点O到落与O在同一水平线上的O'点的运动轨迹示意图。（3）带电小球落回到O'点时的动能。

解析：（1）竖直方向：重力向下，初速v0向上，做匀减速直线或上抛运动 水平：电场力向右，初速度为0，匀加速直线（2）竖直：小球向上运动和向下运动时间相等。

【模拟试题】 卷I

14.下列说法正确的是（）

A.1 kg 0℃水的内能比1kg0℃冰的内能小 B.气体膨胀，它的内能一定减少 C.已知阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可估算出该气体中分子的平均距离

D.对于一定质量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强必变大

15.如图所示，一列简谐横波在介质中沿水平方向传播，实线是在 时的波形图，虚线是在

A.（1）（2）B.（3）（4）C.（1）（3）D.（2）（4）

16.如图所示，带箭头的直线表示电场线，虚线表示等势面，弯曲实线表示一个带电粒子在电场力作用下由A运动到B的径迹。粒子在A点的加速度为动能为，则（），A.粒子带正电，B.粒子带正电，17.氢原子从第五能级跃迁到第三能级时氢原子辐射的光子的频率为

（3）氢原子从第二能级向第一能级跃迁时产生的光子，一定能使金属A产生光电效应现象（4）氢原子从第五能级向第四能级跃迁时产生的光子，一定不能使金属A产生光电效应现象

在这四种判断中，正确的是（）A.（1）（3）B.（2）（4）

C.（1）（2）（3）D.（1）（3）（4）

18.汽车在平直公路上以速度 匀速行驶，发动机功率为P。快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则下面四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（）

19.如图所示，某空间存在着沿水平方向指向纸里的匀强磁场，磁场中固定着与水平面夹角为α的光滑绝缘斜面。一个带电小球，从斜面顶端由静止开始释放，经过时间t，小球离开了斜面。则有（）

A.液滴仍保持静止状态 B.液滴做自由落体运动 C.电容器上的带电量减小 D.电容器上的带电量增大

21.如图所示中的虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正方向，那么在下图中能正确描述线框从下图所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（）

卷II 22.（18分）

（1）在实验室中用螺旋测微器测量金属丝的直径，螺旋测微器的读数部分如下面左图所示，由图可知，金属丝的直径是______________。

（2）在“把电流表改装为电压表”的实验中，给出的器材有：

①电流表（量程为，内阻约200Ω）；

②标准电压表（量程为2V）； ③电阻箱（0～999Ω）； ④滑动变阻器（0～200Ω）；

⑤电位器（一种可变电阻，其原理与滑动变阻器相当）（0～47⑥电源（电动势2V，有内阻）； ⑦电源（电动势6V，有内阻）； ⑧电键两只；导线若干。）；

<1>首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用如图所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给的器材中，可变电阻；

C.观察 的阻值调至最大；

D.调节 竖直向上做匀加速直线运动（<7“ style='width:14.25pt;> 为地面附近的重力加速度），已知地球半径为R。

（1）到某一高度时，测试仪器对平台的压力是刚起飞时压力的<8” style= > 求此时火箭离地面的高度h。，（2）探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为<9" >，试问：该行星的平均密度为多少？（假定行星为球体，且已知万有引力恒量为G）

24.（18分）

如图所示，在求：，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。（1）带电粒子的比荷 与带电粒子在磁场中的运动时间 之比。

25.（18分）

如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为；木板右端放着一个小滑块，小滑块质量为

（1）现用恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上面滑落下来，问：F大小的范围是什么？

（2）其它条件不变，若恒力

【试题答案】

14.C 15.C 16.D 17.A 18.C 19.C 20.D 21.A 22.（1）0.920mm（2）<1>⑤，③，⑦

<2>①C，②A，③D，④B，⑤E，⑥F <3>200，小 <4>串，19800 23.（1）

（2）

（2）

25.（1）F＞20N（2）

第四篇：2012届高考物理磁场专题复习教案1解读

2012高考复习电学部分 精讲精练 磁场 磁场在科技生活中的运用 【课标要求】

1．掌握带电粒子在复合场中的应用实例。2．知道回旋加速器的工作原理。

3．认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。（质谱仪和回旋加速器的技术细节不作要求。）【知识精要】 1．质谱仪

（1）主要特征：将质量数不等电荷数相等的带电粒子经同一电场加速后进入同一偏转磁场，由于粒子的动量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析元素中所含同位素的种类。（2）推导过程如下：

R=mv=qB=1=BBUq对

同一元素均为常量，故R∝

（3）质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具。

2．回旋加速器

回旋加速器是利用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，使带电粒子在磁场中改变运动方向，然后进入电场中加速，使带电粒子在回旋过程中逐渐加速。（1）回旋加速器加速的最大速度vm由D型盒的边缘的半径R决定，即R=mvm，故。qBvm=qBR m（2）加速条件：交变电压的周期和粒子做圆周运动的周期相等。

（3）回旋加速器的优点：使带电粒子在较小的空间得到电场的多次加速，而使粒子获得较高的能量。缺点是这种经典的加速器使粒子获得的能量不会很高。因为粒子能量很高时，它的运动速度接近光速，按照狭义相对论，粒子的质量将随速度的增加而增大，粒子在磁场中的回旋周期将发生变化，这就破坏了回旋加速器的工作条件。

3．速度选择器：构造如图所示，当带正电粒子从左侧平行于极

板射入时，带电粒子同时受到电场力F=qE和洛仑兹力f=qvB作用，当两者等大反向时，粒子不偏转，而是沿直线匀速直线运动，qE=qvB，所以v=E/B，即只要粒子以速度v=E/B的速度沿垂直于磁场和电场的方向射入正交的电磁场中，粒子就不发生偏转。

（1）速度选择器只选择速度的大小而不选择粒子的种类。即只要满足v=E/B，粒子就能沿直线匀速通过选择器，而与粒子的电性、电量、质量无关。

（2）对于某一确定的速度选择器，有确定的入口和出口。若带电粒子能以确定的速度沿某一方向作匀速直线运动，则沿相反方向则不能。

4．磁流体发电机

如图所示是磁流体发电机，其原理是：等离子气体喷入磁场，正负离子在洛仑兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差，设AB平行金属板的面积为S，相距为L，等粒子体 的电阻率为ρ，喷入气体的速度为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过AB板间时，AB板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势U，此时离子受力平衡：q U/L =qvB，电动势U=BLv，电源的内电阻为r=ρL/S，所以R中电流为I=E=R+rBLvR+ρL S=BLvS。RS+ρL

5．电磁流量计：

如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有 可以导电的液体向左流动，导电流体中的正负离子在洛仑兹力作 用下横向偏转，ab间出现电势差，当自由电荷所受电场力和洛仑

兹力平衡时，ab间的电势差就保持稳定，由qvB=qE=qdavUU可得，v=，流量dBdQ=Sv=πd2 4.UπdU=。Bd4B dB6．霍尔效应：

如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直 hAI 于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体 板时，在导体板的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势A’

差，这种现象叫做霍尔效应。实验表明，当磁场不够强时，电势差U、电流I、和磁感应强

度的关系为U kBI，式中的比例系数k称为霍尔系数，霍尔效应可以解释为：自由电子d 在外部磁场的洛仑兹力作用下，聚集在导体板的一侧，在板的另外一侧会感应出等量的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子产生的电场力和洛仑兹力相反，当静电力和洛仑兹力平衡时，导体板上下两侧面之间就会形成稳定的电势差。

【名师点拨】

例1：一个用于加速质子的回旋加速器，其D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，接在D形盒上的高频电源频率为f。下列说法正确的是

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子

解析：粒子通过回旋加速器获得的最大速度又回旋加速器的D型盒的半径来决定，而与加速电压无关；要加速某一粒子，必须满足粒子的回旋周期和加速电压的交变周期相同；当粒子的速度接近光速时，根据狭义相对论，粒子的质量将发生变化，破坏了回旋加速器的工作原理，故粒子不能被无限加速，综上所述，本题的答案是A和B。

点拨：解决本题需透彻了解回旋加速器的工作原理和条件，切忌生搬硬套。例题2：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的

重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同 正离子束(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的 距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B 的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相 底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。(1)求该离子的荷质比q． m(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同

位素离子(m1> m2)，它们分别到达照相底片上的P1、P2位置

(图中末画出)，求P1、P2间的距离△x。(3)若第(2)小题中两同位素离子同时进入加速电场，求它们到达照相底片上的时间差△t(磁场边界与靠近磁场边界的极板间的距离忽略不计)．

解析：（1）离子在电场中加速，由动能定理得qU=1mv2 ① 2 v2 离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qBv=m ② r 而r=x ③ 2 q8U=22 ④ mBx 由①②③式可得：

（2）由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则： r1=2qum1 qB ⑤

对离子m2，同理得 r2=2qum2

qB ⑥

∴照相底片上P1、P2间的距离 ∆x=2(r1-r2)=22qU(m1-m2)⑦ qB（3）离子m1在电场中加速：d=1qU2 ⋅⋅t1⑧2m1d 对离子m2，同理得：d=1qU2 ⋅⋅t2⑨2m2d ∴离子ml、m2到达照相底片上的时间差

∆t=(t1+t1')-(t2+t2')=-+π(m1-m2)⑩ qB 点拨：质谱仪的主要原理是带电粒子在磁场中的偏转，在现代技术中有着重要的应用，处理问题时要注意对带电粒子运动过程以及工作原理的分析。同时在物理学习中，“同中求异，异中求同”是解决问题的重要思维方法。例3：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θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？

解析 电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R。以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，则 eU=1mv2 ① 2 mv2 evB= ② R

又有tanθ 2=r ③ R 由以上各式解得

θ ④ 2 点评 ：带电粒子在匀强磁场中的运动，其圆心、半径的确定是解题的关键。圆心的确定是画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的洛伦兹力的方向，沿两个洛伦兹力方向画其延长线，两个延长线的交点即为圆心；半径的确定，一般是利用几何知识、解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识。此外，还常常会涉及在磁场中运动时间的确定，通常是利用圆心角与弦切角的关系或四边形内角和为360°计算出圆心角的大小，再由t=θθ⋅T（或t=⋅T）求出运动时间。2π360

例4：电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横 截面的流体的体积),为了简化,假设流量计是如图

所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ。不计电流计的内阻，则可求得流量为（）IcIb(bR+ρ)B.(aR+ρ)BaBc

IbcD.(R+ρ)Ba A.C.Ia(cR+ρ)Bb 解析：在流量计的前后两面加上匀强磁场后，导电流体经过管道时受洛伦兹力作用会发

生偏移(即霍尔效应)，稳定时，由qvB＝qE得上、下两侧面间的电势差为：U＝Ec＝vBc 它相当于电源电动势，所以测量电路可等效成上图。

图中E＝U＝vBc，电源内阻就是处于流量计内的导电液体电阻，即r＝ρ

所以流过电流表电流为：I＝E=r+RvBcρ+RabcL＝ρ absQ，流量Q＝vS＝vbc，则v＝ bc QBcQBaρcI+Rb）所以I＝＝，Q＝（aBρc+Rabρ+Rab 故本题正确答案选A 点拨：搞清金属内部产生霍耳效应是由于自由电子在洛仑兹力作用下的偏转而形成的，它不同于电解液和半导体中的霍耳效应；当自由电子受到的洛仑兹力和电场力平衡时，产生

稳定的霍尔电压。

例5：我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光。极光是由来自太阳的高能

量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向

两极做螺旋运动，如图所示。这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩

擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光。地磁场的存在，使多

数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然 的屏障。科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关:（）

A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B.空气阻力做负功，使其动能减小 C.靠近南北两极磁感应强度增强 D.太阳对粒子的引力做负功

解析：带电粒子斜射入地磁场中，在一段极短的时间内，其速度可以分解为两个方向，沿着磁场方向和垂直于磁场的方向，粒子在沿着磁场的方向上

作匀速直线运动，在垂直于磁场的方向上，粒子做匀速圆周运动，由于粒子克服空气阻力做功，所以速度不断减小，由于靠近低级，所以磁感应强度不断增强，根据r= 粒子的轨道半径不断减小，故本题的正确答案是B和C。

mv可知，qB 点拨：快速构建物理模型，将实际生活和所学知识相联系是我们应该具备的能力。例题3：(2011菏泽模拟)为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感 应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间 的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是 BD A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高

B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关 C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大

D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关

解析：由左手定则可知，污水管的前表面一定带负电，后表面带正电，所以前表面的电势低于后表面的电势；稳定时，由qvB=qU/c，即U=Bvc所以电压表的示数和离子的浓度高低无关；因为流量Q=vbc=Ub/B，所以流量Q与U成正比，与a、b无关。

点拨：搞清物理现象产生的机理是解决某些物理问题的前提和关键，例6：串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管 的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极

接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从

a端输入，当离子到达ｂ处时，可被设在ｂ处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。已知碳离子的质量为m=2.0×10-26kg，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.6×10-19C，求R。

解析：设碳离子到达b处时的速度为v1，从c端射出时的速度为v2，由能量关系得：111mv12=eU，mv22= mv12+neU进入磁场后，碳离子做圆周运动，R=mv2/Bne，得222 12mUn+1 =0.75m

R=Bne 点拨：

对于多过程问题，需搞清每个情境中的受力情况和做功特点，注重过程和过程的联系，巧借力学规律，建立方程组，求出未知量。【及时反馈】

1．2006年1月20日下午2时30分，中国远洋科学考察船“大洋一号"历经300天、在穿越太平洋、大西洋和印度洋约10万公里的总行程后顺利地在青岛近海锚地抛锚。“大洋一号”是我国于去年4月首次组织的横跨三大洋的远洋考察船，在航行过程中，海洋工作者可以根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测定海水的速度。假设海洋某处的磁场竖直分量为B=0.5×10-4T，水流是南北流向，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向。若两电极相距L=20m，与两电极相连的灵敏电压表读数为U=0.2mV，则海水的流速大小为 A．10m/s B．0.2m/s C．5 m/s 2．如图所示,a、b、c、d四种离子，它们带等量同种电荷，质量为ma=mb＜mc=md，以不等的速率va＜vb=vc＜vd进入速度选择器后，有两种离子从选择器中射出，进入磁感应强度为B2的磁场。由此可以判断射向D1的是_________离子.(不计重力)-

B2 +

2．如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为△R.设粒子所带电量为q，且不计粒子所受重力，求打在a、b两点的粒子的质量之差△m是多少？ D．2m/s 3．回旋加速器D型盒中央为质子流，D型盒的交流电压为U，静止质子经过加速后，进入D型盒，其最大轨道半径为R，磁场的磁感应强度为B，问：（1）质子最初进入D型盒的动能多大？

（2）质子经回旋加速器最后得到的动能多大？（3）交流电源的频率是多少？

5．(2011南宁模拟)在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时，由于不允许传动机械部分与这些流体相接触，常使用一种电磁泵．图1表示这种电磁泵的结构．将导管置于磁场中，当电流I穿过导电液体时，这种导电液体即被驱动．若导管的内截面积为a×h，磁场区域的宽度为L，磁感强度为B，液态金属穿过磁场区域的电流为I，求驱动所产生的压强差是多大？ qdB1B2∆Rq2B2R2Bq1．B 2．C 3． 4．⑪qU ⑬

2πm2U2m 5．BI a

第五篇：高考物理一轮复习8.1磁场的描述教学案

8.1 磁场的描述

一、知识要点

（一）磁场

1．磁场：

、和 周围存在的一种特殊物质。2．基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用。3．磁场的方向：小磁针在磁场中

极的受力方向。

（二）磁场的描述 1．磁感线：

（1）特点：任意一点的 为该点磁场方向，其疏密反映磁场的 ；在磁体外部磁感线由 极到 极，在内部由 极到 极，形成一组 的曲线。

（2）几种常见的磁感线的分布

2．磁感应强度：用来表示磁场强弱和方向的物理量(符号：B)。

（1）定义：在磁场中 于磁场方向的通电导线，所受安培力与 比值。（2）大小：B＝，单位：特斯拉(符号：T)。

（3）方向：。3．磁通量(Φ)（1）概念：在匀强磁场B中，与磁场方向 的面积S与B的乘积。（2）公式：Φ＝ 磁通量是 量。（3）单位：1 Wb＝

二、疑难突破

1．磁铁内部磁感线的分布及方向 2．磁感应强度的叠加 3．磁通量的理解

三、典题互动

例1．如图所示, 一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时，磁针的S极向纸内偏转, 这一带电粒子束可能是（）

A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束 例2．关于磁感应强度，下列说法错误的是()A．一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零 B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零

C．放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 T D．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同 例3．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零

例4．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为（）

A．φa<φb B．φa>φb C．φa=φb D．无法比较

四、随堂演练

1．关于电场线和磁感线的说法正确的是()A．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的

C．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D．电场线和磁感线都可能相交

2．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．不能确定

3．有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是（）

A、B=2T B、B2T C、B2T D、以上情况均有可能

4．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为0，则下列叙述正确的是（）

A．直导线中的电流方向垂直纸面向里 B．d点的实际磁感应强度与b点相同 C．c点的实际磁感应强度也为0 D．b点的实际磁感应强度为2T，方向斜向右下方，与B的夹角为45

○