空中课堂讲义01(高二)讲稿.doc

高二（上）物理空中课堂讲义一磁场（）选考班级___________________ 姓名__________________________目 的：掌握通电导体在磁场中受力运动规律理解运动电荷在匀强磁场中受力运动分析，重视把生活中的现象，情景归纳总结抽象出物理规律和物理模型 了解复合场中粒子的运动规律 习题精选 1.中国电磁炮研制方面与欧美西方国家在同一起跑线上，限于技术和人才原因中国电磁炮研制会稍比西方国家慢几年，但在某些技术上将会比美国电磁炮更精进电磁炮是利用磁场对电流的作用力把电能转化为机械能，使炮弹发射出去的如下图所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属架上，已知金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比，当有恒定的大电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v1时加速度为a，当有恒定的大电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道，则垂直于轨道平面的磁感强度为多少？1. 【命题立意】主要考查通电导线在安培力作用下的运动思路点拨】判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题的基本方法：（1）画出导线所在处的磁场方向；（2）确定电流方向；（3）根据左手定则确定受安培力的方向；（4）根据受力情况判断运动情况。

答案】磁感强度B=【解析】由题意知，当通以电流I1时，安培力为F1=BI1L（1分）由牛顿第二定律有：F1-f1=（M+m）a又f1=kv12（1分）三式解得：（1分）当电流为I2时，安培力为F2=BI2L（1分）f2=kv22（1分）由题知：F2=f2解得：B=（1分）2.“上海光源”发出的光，是接近光速运动的电子在磁场中做曲线运动改变运动方向时产生的电磁辐射．若带正电的粒子以速率进入匀强磁场后，在与磁场垂直的平面内做半径为的匀速圆周运动（如图），式中q为粒子的电荷量，m为其质量B为磁感应强度，则其运动的角速度ω= ．粒子运行一周所需要的时间称为回旋周期．如果以上情况均保持不变，仅增加粒子进入磁场的速率，则回旋周期______（填“增大”、“不变”或“减小”）．3.如图所示，一质量为m的负离子，电荷量大小为q，以速率v从O点射入匀强磁场，磁感应强度为B，经t时间到达P点.则OP与入射方向的夹角θ= __.　2.匀强磁场中粒子的运动3.答案：4．(13天津理综，18分)一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷。

质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：(1)M、N间电场强度E的大小；(2)圆筒的半径R；(3)保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移d，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放，粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n4．解析：本题考查带电粒子在电磁场中的运动，意在考查考生应用电磁学知识分析问题和综合应用知识解题的能力1)设两板间的电压为U，由动能定理得qU＝mv2①由匀强电场中电势差与电场强度的关系得U＝Ed②联立上式可得E＝③(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，运用几何关系作出圆心为O′，圆半径为r设第一次碰撞点为A，由于粒子与圆筒发生两次碰撞又从S孔射出，因此，SA弧所对的圆心角∠AO′S等于由几何关系得 r＝Rtan ④粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律，得qvB＝m⑤联立④⑤式得 R＝⑥(3)保持M、N间电场强度E不变，M板向上平移了 d后，设板间电压为U′，则U′＝＝⑦设粒子进入S孔时的速度为v′，由①式看出 ＝综合⑦式可得 v′＝v⑧设粒子做圆周运动的半径为r′，则 r′＝⑨设粒子从S到第一次与圆筒碰撞期间的轨迹所对圆心角为θ，比较⑥⑨两式得到r′＝R，可见θ＝⑩粒子须经过四个这样的圆弧才能从S孔射出，故n＝3⑪答案：(1)　(2)　(3)35.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液速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极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．由于血流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，血流内部的电场可看作匀强电场，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3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　) 图A．1.3 m/s，a正、b负 B．2.7 m/s，a正、b负C．1.3 m/s，a负、b正 D．2.7 m/s，a负、b正 6．如图所示，一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向向里，其边界是半径为R的圆，AB是圆的直径。

在A点有一粒子源向圆平面内（垂直于磁场）的各个方向发射质量m,电量的粒子，粒子重力不计1）在一带电粒子以v1=2qBR/m的速度从A点进入圆形区域，恰好从B点射出求此粒子在磁场中运动的时间t.（2）若磁场的边界是绝缘弹性边界（粒子与边界磁场碰撞后将以原速率反弹），某粒子从A点沿半径方向射入磁场，与绝缘弹性边界碰撞3次后又能恰好回到A点，则该粒子的速度v2多大（3）若再A点得粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为v3=qBR/2m的粒子求所有粒子在磁场中所能到达的区域的面积 5．答案　A 解析　血液中的离子在磁场的作用下会在a、b之间形成电势差，当电场给离子的力与洛伦兹力相等时达到稳定状态(与速度选择器原理相似)，血流速度v＝≈1.3 m/s，又由左手定则可得a为正极，b为负极，故选A.6．解：（1）求偏转半径找规律： 得：轨迹如图：则圆心角（2）3次反弹说明反弹点在图中C、B、D三点后回到A点，反弹前后在同一直线上说明偏转圆半径等于R由 得： （3）当代入得： ，轨迹直径等于R.粒子达到最远点离A距离R粒子能达到的地方如图在OA上方为半径为的半圆，OA下方为两个圆心角为600的球缺和一个边长为R正三角形组成的地方。

半圆面积：=球缺面积：正三角形面积：= 总面积：7.如图所示，一电子枪可以连续发射质量为m，带电量为-e的电子两平行极板E、F分别与可控电源正、负极相连，电源电压U可在之间任意调节电子经E、F之间的电场加速后，从处沿x轴垂直磁场和边界AB进入磁场区域已知在0 x

设此时电子进入磁场时速度为v2，电子在磁场中圆周运动半径为r2，则： ，结合（1）可知，r2=2R………………………………1分根据几何关系，此时电子在两个磁场中运动转过的角度均为30，电子在磁场中运动的总时间为 ………………………………………………………1分 电子做圆周运动的周期 …………………………………1分 联立方程，得：……………………………………1分（3）设电压为U时，电子在磁场中做圆周运动的半径为r，可知：………………………………………………………………1分由几何关系可得：………………………………………1分。