高考物理复习_磁场综合

高考物理复习：磁场综合 高考物理复习：磁场综合 磁场是高考中的一个重点，每年总有大量的分数集中在这个地方，最重要的是，那些相对难度比较大的题，往往出在这里，并且大多数情况下，不会单独出磁场的大题（也没有什么可考的），而往往是磁场与运动学，动力学的结合，磁场与电学的结合，磁场与原子核部分的结合，甚至与化学的结合。很多考生拿不到分数，并不是因为知识点没有掌握好，而是综合能力，也就是各知识点之间融会贯通的能力不足，我们今天就对磁场与其它知识点的综合题做一个总结。 一． 磁场与运动学动力学的综合 这种题近几年经常出现，在做这种题的时候，一定要按照做运动学动力学做题的过程来研究问题，先进行过程分析，在进行受力分析，再根据上面分析来研究条件结论，来解题。 例1：如图所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α（sinα=0.6），放在水平方向的匀强磁场和匀强电场中，电场强度E=50V/m，方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向外。一个带电量q=+4.0×10^(-2)C，质量m=0.40kg的光滑小球，以初速v0=20m/s从斜面底端A冲上斜面，经过3s离开斜面，求磁场的磁感应强度。（取g=10m/s^2）。 1） 运动分析： 有初速度运动滑上去，减速运动某一时刻，该时刻小球离开斜面。 2） 受力分析： 受重力，支持力，磁场力，电场力。 3） 综合分析： 由于小球受到的磁场力必定与它的运动速度方向垂直，由一开始小球在斜面上运动而3秒后离开斜面，则可以判定小球初始时受的磁场力的方向为垂直于斜面向下，当然，也可以由左手定则直接判断，也就是说，题中如果不给出小球带的电荷类型，也可以判断出来。 小球沿斜面向下的加速度由电场力F=Eq=2N和重力G=mg=4唯一决定，为 ma=Fsinα+mgcosα=4， 所以a=10m/s， 所以3秒小球的速度为v=20-10*3=-10，方向为沿斜面向下，这时，小球受的磁场力为沿与斜面垂直方向向上，大小为T=qvB。 小球刚好离开斜面意味着此时小球刚好受斜面的弹力为0。 于是由沿斜面垂直方向上的受力平衡不难得出 T+Fsinα=Gcosα， 解之即可得B=5T 这个题中，磁场与电场运动学动力学联系到了一起。 例2：如图所示，水平放置的平行的两条光滑金属导轨PQ和MN，放在竖直方向的匀强磁场中。一端和电池、电阻R相连，电池的电动势E = 3.0V，内阻r = 0.50Ω，电阻 R = 3.5Ω。金属棒AB跨接在导轨上，金属棒AB的电阻R1 = 1.0Ω。当金属棒AB的电阻以3.0m/s的速度向右匀速运动时，金属导轨中的电流恰为零。当金属棒AB在水平力F作用下向左匀速运动时，水平力总共的功率是2.0W。求水平力F的大小和方向。 上面我们提到要进行运动分析受力分析，其实就是要同学们做到逢题要先把题完整的分析透，不要盲目下手，一定要把解题过程烂熟于心，方可下手解题，万不可操之过急。 在这个题中，3.0m/s的速度向右匀速运动时，金属导轨中的电流恰为零所以这时候AB运动产生的电动势应该等于电源电压BLv=E 得到BL=1Vs/m 当金属棒AB在水平力F作用下向左匀速运动时,设电流为I 受力分析：BIL=F 再根据Fv'=P 而 I=(BLv'-E)/(R+r+R1) 联立可以求出F 这个题用到了磁场，力和电压电流的知识点，是一个多知识点综合的好题。 例3：地球周围有磁场，由太空射来的带电粒子在此磁场中的运动称为漂移。以下描述的是一种假设的磁漂移运动，一带正电的粒子在x=0，y=0处沿y方向一某一速度v0运动，空间存在垂直于图中纸面向外的匀强磁场，在y>0的区域中，磁场强度为B1，在y<0的区域中，磁场强度为B2，B2>B1,如图所示 （1）把粒子出发点x=0处作为第0次过x轴，试求至第n次过x轴的整个过程中，在x轴方向的平均速度v与v0之比，n只取奇数。 （2）若B2：B1=4，当n很大时，v：v0趋于何值 无论第几次通过x轴，速度大小都是V0 可以这样解答： （1） 第一次穿过x轴，沿x轴方向的位移是： S1＝2R1 其中：R1＝mV0/（B1q） mV0/（B1q） 平均速度：V1＝2R1/t1 其中：t1＝T1/2＝πm/（B1q） 第三次穿过，沿x轴方向的路程是： S2＝（4R1－2R2） 取它的绝对值 其中 ：R2＝mV0/（B2q） 平均速度：V2＝S2/t2 其中：t2＝T1－T2/2＝2πm/（B1q）－πm/（B2q） 依此类推： 第n次穿过x轴（n取奇数），沿x轴方向的路程是： Sn＝2【nR1－（n－1）R2】 经过时间：tn＝1/2【nT1－（n－1）T2】 速度：V＝Sn/tn （2） 若B2：B1＝4：1 那么带入上面可得： Vn＝Sn/tn的值 可得这个式子当n趋向无穷大时的极限　　 信息给与题是最近几年的热点，平时联系的时候要多加注意。　 例4：金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合举行电路，长l1＝0.8m,宽l2=0.5m,回路总电阻R＝0.2欧姆，回路处在数值方向的匀强磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M＝0.04kg的木块，随时间均匀增强，5s末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g取10m/s^2,求回路中的电流强度。 这道题是典型的动力学与磁场的结合，根据受力分析磁场，再根据磁场还原到力，解题过程如下： 设磁场强度b(t)=b0+kt,k是常数 于是回路电动势是e=s△b/△t=ks,s是矩形面积l1*l2 回路电流i=e/r 杆受力f(t)=bil=(b0+kt)il 5秒末有f(5)=(b0+5t)kl1l2^2/r=Mg 可以得到k值，于是就可以得到i=ks/r　　 　　 练习题： 如图所示，光滑的水平金属框架固定在方向竖直向下的匀强磁场中，框架左端连接一个R = 0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r = 0.1Ω的金属导体ab，金属导体长为0.5m。两端恰与框架接触，且接触良好。金属导体在F = 0.4N的水平恒力作用下由静止开始向右运动，电阻R上消耗的最大电功率为P = 0.45W。（设水平金属框架足够长，电阻不计。） 1。 试判断金属导体a, b两端电势高低。 2。 金属导体ab的最大速度。 3。 求匀强磁场的磁感 二.磁场与能量的综合 　　 我们前面介绍的磁场与运动学动力学的综合，是用运动学动力学解题的方法去研究的，换言之，也就是分析磁场中物体运动过程，受力情况等等，现在我们要一起研究磁场与能量的综合，这里要用的就是能量解题的思想。 那么什么是能量解题的方法呢，我们知道，在解能量题的时候，我们经常不会去考虑中间复杂的过程，只去考虑开始状态和最后的状态——这就是能量解题的思想。 例：如右图所示，一边长为L、电阻为R、质量为m的正方形导线框abcd从离地面H高处自由下落，下落过程中线框恰能匀速穿过磁感应强度为B的水平匀强磁场，若空气阻力不计，求： (1) 线框落地时速度大小； (2) 线框穿过磁场过程中产生的热量； (3) 线框开始降落时与磁场上边缘的距离。 在解这个题之前我们先对题分析：题中有下落过程恰能匀速穿过磁场强度为B的水平均匀磁场，到底怎么样就会恰好穿过呢？先看受力，线框受两个力，一个力是重力，贯穿于始终；另一个力是磁场力，这个力必须要有电磁感应的时候才会有，也就是线框内的磁场变化的时候。怎么一个情况能够引起线框内磁场变化呢？当线框整个在磁场中的时候不会有变化；当线框上下两个导体棒都不在磁场的时候也不会变化，也就是说要看两个上下导体棒，必须一个导体棒在磁场中，而另一个不在这样才可以。所以磁场的上下宽度必须等于L，如果大于L上下边框就会有段时间二者都在磁场中，线框在重力作用下加速，相同的，如果小于L上下两边框就会有段时间都不在磁场中也会在重力作用下加速 要匀速运动，就必须始终有向上的磁场力，而且这个磁场力要始终等于重力。 也就是BIL=mg I=U/R U=BLv 解出匀速运动的v=mgR/(BL)^2 也就是线框从高度H处下落，刚好下边框接触到磁场，速度达到v；之后下边框切割磁导线，产生感应电流，进而线框受到向上的磁场力；一直到下边框到达磁场的下边缘，根据上面分析，上边框刚好接触到磁场的上边缘，之后线框下边框 1，这样我们就可以对整个过程能量分析 因为在磁场里那部分一直保持匀速，这段路程重力势能转化成了电热能，我们可以不考虑这2L部分,而在其余部分，重力转化为线框的动能。 mg(H-2L)=1/2mv1^2 最后的速度v1可求 2，产生的热量当然就是2L长度的重力势能=mg2L 3，也是能量分析，势能转化为动能 mgh=1/2mv^2，v是我们前面求的线框刚好到达磁场上边缘的速度 h就是线框下导线到磁场上边缘的距离 从这个题我们可以看出，只要在做题中不骄不躁，一步一步来，就一定能找出解题的最好方法。 三．磁场与电场，电的综合 本来就是磁产生电，电产生磁，磁场与电场的综合是最常见的，也是最不常见的，说不常见是最近几年，很难有专门独立的只有磁场电场综合的题，往往是，磁场电场再加运动，或者磁场电场加能量，设置出现与化学等跨学科的综合。 例1：如图所示，A是一面积为0.2平方米，匝数为100的圆环形线圈，处在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直且指向纸里，磁感应强度随时间变化的规律是B＝0.6-0.02t 。开始时S未闭合，R1＝4欧姆，R2＝6欧姆，C＝30цF，线圈内阻可忽略，求 (1) S闭合后，通过R2的电流大小及方向。 (2) S闭合后通过一段时间又断开，在断开后流经R2的点量是多少？ 解答：（1）匀强电场大小随着时间的变化而变小 根据楞次定理，得到应该是顺时针方向 电势e=磁通量的变化率=△Φ/△t=△B/△t*S =0.02*0.2=0.004V 电流i=e/R总=0.0004A （2）断开后经过R2的电量是原来储存在C上的电量 U=e/(R1+R2)*R2 Q=CU 例2：如图长为d质量为m的导体棒MN在倾角为θ的光滑金属导轨上由静止释放，电路的总电阻为R，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，求MN能达到的最大速度和电路中的最大电功率。 首先分析棒何时达到最大速度。显然物体从释放开始向下做加速度越来越小的加速运动，当棒受到磁场作用力与重力平衡时了，物体加速度是0，此时物体速度也达到最大，依此列方程 e=bdvcosθ i=e/r mgsinθ=idbcosθ 联立这几个方程可以得到e，v。 例3：MN是水平放置的很长的平行金属板，两板间有垂直纸面的沿水平方向的匀强磁场B=0.25T，两板间距d=0.4m.在MN板间右侧部分有两根无阻导线P,Q与阻值为R=0.3欧的电阻相连。已知MP和QN间距离相等且等于PQ件距离的一半，一根总电阻为r=0.2欧的均匀金属棒ab在右侧部分紧贴mn,pq无摩擦滑动，忽略一切接触电阻，现有重力不计的带正电荷q=1.6*10^-19C的粒子以v0=7m/s的水平初速度射入两板间恰能做匀速直线运动 1，MN间的电势差应为？ 2，ab棒影响什么方向作匀速运动 3，ab棒运动速度应为多少？ 4，维持棒匀速运动的外力多大？ 1） 电场力＝磁场力 Eq＝qvB 可以得到E，那么MN间的电势差U＝Ed 2） 通过左手定则可以知道粒子受到的磁场力向上，所以电场力向下，电场方向应从上极板指向下极板，即上极板电势高，下极板电势低。因为电势差是由于金属棒切割磁力线产生的，cd部分相当于电源，所以cd部分产生的感应电动势方向应该是从d到c（因为在电源内部，电流是从电势低的地方流向电势高的地方，c相当于电源的正极，电势高，d相当于电源的负极，电势低）。用用右手定则可以判断出金属棒运动方向是从右向左。 3） 设感生电动势为E，那么cd两端的电势差相当于外电路的电压U，U＝E×[R/(R+r)]，r是内阻，R是外电路总电阻，在这里R＝0.3，r约为金属棒总电阻的一半，即0.1（因为cd部分的长度约为金属棒长度的一半）。所以U＝3E/4，刚才已经得到了U，现在就可以得到E。因为感应电动势E＝BLv，就可以得到v（这里的l是cd部分的长度，l＝d/2）。 4） 金属棒内的电流I＝E/(R+r)，所以受力＝BIL，L的定义和上面一样 四．磁场与原子核部分的综合 a粒子,电子等都是带电的粒子，在磁场中运动就会受到磁场力的作用，做匀速圆周运动。磁场与原子核的综合经常会出现在选择填空题中，有大部分的信息给与题等新题型出现，所以做题的时候一定要注意。 例1：云室处在磁感应强度为B的匀强磁场，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电荷量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得α粒子运动的轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可以不计） 洛仑兹力充当向心力 所以qvB=mv^2/R 得到v=qBR/m 再根据动量守恒求出原子核的速度 (M-m)v’=mv v’=qBR/(M-m) 所以衰变后的总的动能E=1/2mv^2+1/2(M-m)v’^2 这部分能量是质量亏损得到的，所以质量亏损 E=△mc^2 △ m=E/c^2 例2：在匀强磁场中，一个原来静止的放射性原子核，由于衰变得到外切的圆的两条径迹，圆半径比为44：1，则该放射性元素的原子序数为_________-。 因为相外切，是阿尔法衰变， R=mv/Bq a粒子的半径=mv/2Be, 所以新的粒子半径=mv/88Be 由于动量守恒，mv=新粒子m'v' 新粒子半径=m'v'/Bq'=mv/Bq'=mv/88Be q'=88e 也就是放射性物质衰减两个后，还有88个质子，总数是90个电解时的电流为I I=E/(R1+R2+r)=9/16A 例3：足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核 Rn它放射出一 粒子后变成了Po核.假设放出的粒子运动方向与碰场方向垂直.求： （1） 粒子与Po核在匀强磁场中的径迹圆半径之比. （2）计算 粒子与Po核两次相遇所间隔的时间与 粒子运动周期的关系. 氡核Rn的原子量为222，质子数86，Po的原子量为210，质子数84，所以放出的粒子的原子量为12，质子数2，由动量定理，则设Po和粒子的速度分别为V1和V2，则有 210V1=12V2 所以R1：R2=(m1v1/q1B):(m2v2/q2B)=q2:q1=1:42 在匀强磁场中的径迹周期为T=2πm/qB 它们的周期之比为T1:T2=m1q2:m2q1=5:12 所以粒子与Po两次相遇所用的时间即为它们周期的最小公倍数，应为12T2，粒子与Po核两次相遇所间隔的时间与粒子运动周期的关系为12倍关系。 例4：在匀强电场中，处于静止的放射性原子核，发生α衰变后，α粒子的速度方向与磁场垂直，并侧出了α粒子的轨道半径为R，则反冲核的轨道半径为？ 由动量定理，设α粒子与反冲核粒子的质量分别为M1，M2，它们的电量分别为Q1，Q2，α粒子的速度为V1，则有 M1V1=M2V2 V2=M1V1/M2 受磁场力 F1=BQ1V1 F2=BQ2V2 也就是向心力 F1=M1V1^2/R F2=M2V2^2/R2 由上面的这些方程就可以解得 R2=Q1R/Q2 练习：一个中子以1.9乘十的七次米每秒射中一个静止的氦核↑14，↓7N，并发生核反应，生成甲乙两种新核，它们的运动方向与中子原来的运动方向相同，测得甲核质量是中子的11倍，速度是十的六次方米每秒，乙核垂直进入B=2T的匀强磁场做匀速圆周运动的半径为R=0.2m/s，已知中子的质量m=1.6盛十的负27次Kg，e=1.6盛十的负19次库仑，求乙核是何种原子核？ 五．与化学的结合 现在高考除了强调本科目知识点间的综合，更多了许多各科目相互融合的综合题，如下题： 下图所示装置为某课外活动小组以铂为电极，用直流电电解滴有2～3滴酚酞试液的饱和CaCl2溶液的示意图，直流电源电动势E＝9.0V，电源内阻r＝2.0Ω，电解池中两极板间电阻R1＝8.0Ω，V为理想电压 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，连接导线电阻忽略不计，金属棒ab的电阻R2＝6.0Ω, ab长L＝16cm，重力大小G＝1.5N，棒处于水平向里的匀强磁场中，磁感强度B＝10T，两根完全相同的轻质弹簧下端与棒两端相连，上端系在绝缘的天花板AB上，弹簧的劲度系数K＝10N/m，通电300h后，停止通电，然后通入 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况的CO2气体67.2L（已知1mol电子所带的电量Q＝9.65×104C）。试解答下列问题： （1）电解时电压表的示数是多少? （2）求电解时每根弹簧的伸长量为多少? 电解时的电流为I I=E/(R1+R2+r)=9/16A 电压表测量两板间的电压 U=IR1=9/2V ab受到的电磁力F=BIL=0.9N 设弹簧伸长量为x mg-F=2kx=>x=0.03m 从解题来看这类题只要找到思路，相对会比较简单 1、​  总结：正如开始所讲，现在的形式就是越来越综合，难度却不一定增大，出题人出的题就一定是有法可解的，我们关键的就是，面对综合题的时候，不要慌不要乱，将各知识点分开来解，再将它们有机结合在一起，一定要先分析，再下手，最终到高考的时候面对综合题也有法可依，有法可解，那我的这篇专题的目的就达到了。对格式的要求 知网学位论文 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 为整篇上传，上传论文后，系统会自动检测该论文的章节信息，如果有自动生成的目录信息，那么系统会将论文按章节分段检测，否则会自动按每一万字左右分段检测。格式对检测结果可能会造成影响，需要将最终交稿格式提交检测，将影响降到最小，此影响为几十字的小段可能检测不出。都不会影响通过。系统的算法比较复杂，每次修改论文后再测可能会有第一次没测出的小段抄袭（经2 年实践经验证明，该小段不会超过200 字，并且二次修 改后论文一般会大大降低抄袭率）