高中物理第三章磁场洛伦兹力应用导学案新人教选修

1 3.5运动电荷在磁场中受的力（应用）

学习目标：

1、会判断洛伦兹力的方向和大小

2、应用洛伦兹力解决实际问题

一.速度选择器（ 阅读课本98页第3题）

在平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。 这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，匀速（或者说沿直线）通过,所以叫速度选择器。

原理;

分析带电粒子的受力（粒子的重力可忽略不计）

要做直线运动二力必须满足：

速度必须满足：

思考：

1. 其他条件不变，把粒子改为负电荷，能直线通过吗？

2. 电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗

3. 若速度小于这一速度？

4. 若大于这一速度

练习1．如图所示，一速度为v，电量为q的正离子恰能直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感强度为B，电场强度为E，下列说法正确的是（ ）

1、若改为电量 --q 的离子，将往上偏（其它不变）；

2、若速度变为2v，将往上偏（其它不变）；

3、若改为+2q的离子，将往下偏（其它不变）；

4、若速度改为v/2 将往下偏（其它不变）。

A、①③ B、①④ C、②③ D、②④

练习2、在方向如图7所示的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感应强度为B）共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0 射入场区，则 ( )

A．若v0 ＞E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0

B．若v0 ＞E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0

C．若v0 ＜E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0

D．若v0 ＜E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0

二．磁流体发电机 (看课本P98页第4题)

1.图中AB板哪一个是电源的正极 图7 B

E Ⅰ

Ⅱ 2 2.此发电机的电动势？（两板距离为d，磁感应强度为B，等离子速度为v，电量为q

练习：设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上聚焦的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势，

求：(1)电源电动势

（2）电源的内阻

（3）此时通过R的电流是多大？

(4)发电机的输出功率

三、霍尔效应 （阅读课本103页）

将导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，导体在与磁场和电流垂直的方向上出现电势差，此现象称为霍尔效应。利用霍尔效应的原理可以测量磁场的磁感应强度和导体的电流。

练习：磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U。求：（1）导体上、下侧面那个电势较高？（2）磁场的磁感应强度是多少？

课堂练习

如图为一电磁流量计的示意图，其截面为正方形的非磁性管，每边边长为d，导电液体流动，在垂直液体流动方向上加一指向纸内的匀强磁场，磁感应强度为B.现测得液体a、b两点间的电势差为U，求管内导电液体的流量Q.（单位时间内液体通过某横截面的体积）

S

××××××B

××××××

3 2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．如图所示，两个相同材料制成的水平摩擦轮A和B，两轮半径RA=2RB ，A为主动轮．当A匀速转动时，在A 轮边缘处放置的小木块恰能相对静止在A轮的边缘上，若将小木块放在B轮上让其静止，木块离B轮轴的最大距离为（ ）

A．/8BR B．/2BR C．BR D．/4BR

2．如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置，现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（ ）

A．0mvvMm，0I B．0mvvM，02Imv

C．0mvvMm，20mvIMm D．0mvvMm，02Imv

3．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）

A． B．

C． D．

4．如图所示，OAB为四分之一圆柱体的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为53°，则C点到B点的距离为（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（ ） 4

A．415R

B．215R C．2R D．3R

5．光滑斜面长为L，物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，当物体的速度是到达斜面底端速度的13时，它沿斜面下滑的距离是

A．19L B．16L C．13L D．33L

6．2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（ ）

A．行星的质量 B．恒星的质量

C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比

7．如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成60°角，杆上穿有质量为m的小球a和质量为2m的小球b，a，b小球通过一条细绳跨过两个定滑轮相连接。当a、b静止时段绳竖直，段绳与杆的夹角为30°。若忽略小球b与杆间的摩擦，重力加速度的大小为g。则下列说法正确的是（ ）

A．绳对a的拉力大小为mg B．绳对a的拉力大小为2 mg

C．a与杆之间可能没有弹力 D．a与杆之间一定没有摩擦力

8．如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为0.20m，PQ、两质点的平衡位置相距0.35m。当P运动到上方最大位移处时，Q的运动情况是（ ）

A．运动到上方最大位移处 5 B．运动到下方最大位移处

C．运动到平衡位置，且速度方向下

D．运动到平衡位置，且速度方向上

9．撑杆跳是一种技术性和观赏性都极高的运动项目。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：a~b、b~c、c~d、d~e，如图所示，不计空气阻力，杆为轻杆，则对这四个阶段的描述不．正确的是（ ）

A．a~b阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加

B．b~c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加

C．c~d阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量

D．d~e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量

10．如图所示，水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，一带电金属滑块以Ek0＝30 J的初动能从斜面底端A冲上斜面，到顶端B时返回，已知滑块从A滑到B的过程中克服摩擦力做功10 J，克服重力做功24 J，则(

)

A．滑块带正电，上滑过程中电势能减小4 J

B．滑块上滑过程中机械能增加4 J

C．滑块上滑到斜面中点时重力势能增加14 J

D．滑块返回到斜面底端时动能为15 J

二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

11．如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R．质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有 6

A． B．

C． D．

12．如图所示（俯视图），位于同一水平面内的两根固定金属导轨MN、ABCD，电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场。现将两根粗细均匀、完全相同的铜棒ab、cd放在两导轨上，若两棒从图示位置以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，始终与两导轨接触良好，且始终与导轨MN垂直，不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（ ）

A．回路中有顺时针方向的感应电流

B．回路中的感应电动势不变

C．回路中的感应电流不变

D．回路中的热功率不断减小

13．如图所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，则以下说法中正确的是（ ）

A．AB细绳的拉力为G B．CD细绳的拉力为G

C．绳BC与竖直方向的夹角θ=60° D．绳BC与竖直方向的夹角θ=45° 7 14．如图所示，水平传送带以大小为v的速率沿顺时针匀速运行，一个小物块从传送带的右端点A以大小为2v的速度向左滑上传送带，小物块滑到传送带正中间时速度减为零。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是

A．,AB两点间的距离为22vg

B．小物块在传送带上运动时与传送带的相对位移为292vg

C．要使小物块从传送带左端点B滑离，小物块在右端点A滑上传送带的速度至少为3v

D．增大传送带的速度(仍小于2v)，小物块与传送带间相对运动的时间变长

15．如图所示，小滑块P、Q通过轻质定滑轮和细线连接，Q套在光滑水平杆上，P、Q由静止开始运动，P下降最大高度为h。不计一切摩擦，P不会与杆碰撞，重力加速度大小为g。下面分析不正确的是（ ）

A．P下落过程中，绳子拉力对Q做功的功率一直增大

B．Q的最大速度为2gh

C．当P速度最大时，Q的加速度为零

D．当P速度最大时，水平杆给Q的弹力等于2mg

三、实验题：共2小题

16．为了测量大米的密度，某同学实验过程如下：

(1)取适量的大米，用天平测出其质量，然后将大米装入注射器内；

(2)缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V1，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强P1；