1、2020版高考物理(粵教版)大一輪復習課件-第九章-專題強化十2020版高考物理(粵教版)大一輪復習課件-第九章-專題強化專題解讀1.本專題是磁場、力學、電場等知識的綜合應用，高考往往以計算壓軸題的形式出現.2.學習本專題，可以培養同學們的審題能力、推理能力和規范表達能力.針對性的專題訓練，可以提高同學們解決難題壓軸題的信心.3.用到的知識有：動力學觀點(牛頓運動定律)、運動學觀點、能量觀點(動能定理、能量守恒定律)、電場的觀點(類平拋運動的規律)、磁場的觀點(帶電粒子在磁場中運動的規律).專題解讀1.本專題是磁場、力學、電場等知識的綜合應用，高考往NEIRONGSUOYIN內容索引過好雙基關

2、研透命題點課時作業回扣基礎知識 訓練基礎題目細研考綱和真題 分析突破命題點限時訓練 練規范 練速度NEIRONGSUOYIN內容索引過好雙基關研透命題點課時作過好雙基關過好雙基關一、帶電粒子在復合場中的運動1.復合場與組合場(1)復合場：電場、 、重力場共存，或其中某兩場共存.(2)組合場：電場與磁場各位于一定的區域內，并不重疊，或在同一區域，電場、磁場分時間段或分區域 出現.2.帶電粒子在復合場中的運動分類(1)靜止或勻速直線運動當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時，將處于靜止狀態或做 直線運動.磁場交替勻速一、帶電粒子在復合場中的運動1.復合場與組合場磁場交替勻速(2)勻速圓周運動當帶電粒

3、子所受的重力與電場力大小 、方向 時，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強磁場的平面內做 運動.(3)較復雜的曲線運動當帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上時，粒子做 變速曲線運動，這時粒子運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線.(4)分階段運動帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的復合場區域，其運動情況隨區域發生變化，其運動過程由幾種不同的 組成.相等相反勻速圓周非勻運動階段(2)勻速圓周運動相等相反勻速圓周非勻運動階段二、電場與磁場的組合應用實例裝置原理圖規律質譜儀帶電粒子由靜止被加速電場加速qU ，在磁場中做勻速圓周運動qvB ，則比荷二、電場與磁場的組合應用實

4、例裝置原理圖規律質譜儀帶電粒子由靜回旋加速器交變電流的周期和帶電粒子做圓周運動的周期 ，帶電粒子在圓周運動過程中每次經過D形盒縫隙都會被加速.由qvB 得Ekm相同回旋加速器交變電流的周期和帶電粒子做圓周運動的周期 三、電場與磁場的疊加應用實例裝置原理圖規律速度選擇器若qv0BEq，即v0 ，帶電粒子做 運動電磁流量計勻速直線qvB三、電場與磁場的疊加應用實例裝置原理圖規律速度選擇器若qv0霍爾元件當磁場方向與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現_電勢差霍爾元件當磁場方向與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都研透命題點研透命題點1.作用測量帶電粒子質量和分離同位素的儀器

5、.2.原理(如圖1所示)命題點一質譜儀的原理和分析圖11.作用命題點一質譜儀的原理和分析圖1例1一臺質譜儀的工作原理如圖2所示.大量的帶電荷量為q、質量為2m的離子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度忽略不計，經加速后，通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片上.圖中虛線為經過狹縫左、右邊界M、N時離子的運動軌跡.不考慮離子間的相互作用.(1)求離子打在底片上的位置到N點的最小距離x；圖2例1一臺質譜儀的工作原理如圖2所示.大量的帶電荷量為q、解析設離子在磁場中的運動半徑為r1，根據幾何關系x2r1L，解析設離子在磁場中的運動半徑為r1，根據幾何關

6、系x2r1(2)在圖中用斜線標出磁場中離子經過的區域，并求該區域最窄處的寬度d.(2)在圖中用斜線標出磁場中離子經過的區域，并求該區域最窄處解析如圖所示，最窄處位于過兩虛線交點的垂線上解析如圖所示，最窄處位于過兩虛線交點的垂線上變式1(2016全國卷15)現代質譜儀可用來分析比質子重很多倍的離子，其示意圖如圖3所示，其中加速電壓恒定.質子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經勻強磁場偏轉后從出口離開磁場.若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經勻強磁場偏轉后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應強度增加到原來的12倍.此離子和質子的質量比約為A.11 B.12 C.121 D.1

7、44圖3變式1(2016全國卷15)現代質譜儀可用來分析比質由題意可知，該離子與質子在磁場中具有相同的軌道半徑和電荷量，由題意可知，該離子與質子在磁場中具有相同的軌道半徑和電荷量，命題點二回旋加速器的原理和分析1.構造：如圖4所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒處于勻強磁場中，D形盒的縫隙處接交流電源.圖42.原理：交流電周期和粒子做圓周運動的周期相等，使粒子每經過一次D形盒縫隙，粒子被加速一次.命題點二回旋加速器的原理和分析1.構造：如圖4所示，D1、2020版高考物理(粵教版)大一輪復習課件-第九章-專題強化十例2(2018山東省泰安市上學期期末)回旋加速器的工作原理如圖5所示，置于真空

8、中的兩個D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計.磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直. 設兩D形盒之間所加的交流電壓為U，被加速的粒子質量為m、電荷量為q，粒子從D形盒一側開始被加速(初動能可以忽略)，經若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出.求：(1)粒子從靜止開始第1次經過兩D形盒間狹縫加速后的速度大??；圖5例2(2018山東省泰安市上學期期末)回旋加速器的工作原(2)粒子第一次進入D形盒磁場中做圓周運動的軌道半徑；(2)粒子第一次進入D形盒磁場中做圓周運動的軌道半徑；(3)粒子至少經過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出.解析若粒子從回旋加速器D形盒射出，則粒子做圓

9、周運動的軌道半徑為R，設此時速度為vn粒子每經過一次加速動能增加qU，設經過n次加速粒子射出，則nqUEk，(3)粒子至少經過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出.解析變式2(2018湖南省常德市期末檢測)某種回旋加速器的設計方案如圖6甲所示，圖中粗黑線段為兩個正對的極板，兩個極板的板面中部各有一狹縫(沿OP方向的狹長區域)，帶電粒子可通過狹縫穿越極板(如圖乙所示)，當帶電粒子每次進入兩極板間時，板間電勢差為U(下極板電勢高于上極板電勢)，當粒子離開兩極板后，極板間電勢差為零；兩細虛線間(除開兩極板之間的區域)既無電場也無磁場；其他部分存在勻強磁場，磁感應強度方向垂直紙面.在離子源S中產生的質

10、量為m、電荷量為q(q0)的離子，由靜止開始被電場加速，經狹縫中的O點進入磁場區域，O點到極板右端的距離為D，到出射孔P的距離為4D，已知磁感應強度大小可以調節，離子從離子源上方的O點射入磁場區域，最終只能從出射孔P射出，假設離子打到器壁或離子源外壁則即被吸收.忽略相對論效應，不計離子重力，求：圖6變式2(2018湖南省常德市期末檢測)某種回旋加速器的設(1)離子從出射孔P射出時磁感應強度的最小值；若離子從O點射出后只運動半個圓周即從孔P射出，有：r2D(1)離子從出射孔P射出時磁感應強度的最小值；若離子從O點射答案64qU答案64qU分析可知離子在磁場中運動半圈后將穿過上極板進入電場區域做減

11、速運動，速度減到零后又重新反向加速至進入時的速率，從進入處再回到磁場區域，因為r1 ，這樣的過程將進行2次.由幾何關系可知，離子將在距P點 的位置經電場加速進入磁場繞過兩極板右端從下極板進入電場區域再次被加速，半徑不斷增大，但每次從下極板進入電場的位置相同，經過多次加速后離子從孔P射出時的半徑滿足rn ，分析可知離子在磁場中運動半圈后將穿過上極板進入電場區域做減速命題點三電場與磁場疊加的應用實例分析共同特點：當帶電粒子(不計重力)在復合場中做勻速直線運動時，qvBqE.1.速度選擇器(1)平行板中電場強度E和磁感應強度B互相垂直.(如圖7)(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qv

12、BqE，即v .(3)速度選擇器只能選擇粒子的速度，不能選擇粒子的電性、電荷量、質量.(4)速度選擇器具有單向性.圖7命題點三電場與磁場疊加的應用實例分析共同特點：當帶電粒子(例3如圖8所示是一速度選擇器，當粒子速度滿足v0 時，粒子沿圖中虛線水平射出；若某一粒子以速度v射入該速度選擇器后，運動軌跡為圖中實線，則關于該粒子的說法正確的是圖8C.粒子射出時的速度一定大于射入速度D.粒子射出時的速度一定小于射入速度例3如圖8所示是一速度選擇器，當粒子速度滿足v0 時2.磁流體發電機(1)原理：如圖9所示，等離子體噴入磁場，正、負離子在洛倫茲力的作用下發生偏轉而聚集在A、B板上，產生電勢差，它可以把

13、離子的動能通過磁場轉化為電能.(2)電源正、負極判斷：根據左手定則可判斷出圖中的B是發電機的正極.圖92.磁流體發電機圖9(3)電源電動勢U：設A、B平行金屬板的面積為S，兩極板間的距離為l，磁場磁感應強度為B，等離子體的電阻率為，噴入氣體的速度為v，板外電阻為R.當正、負離子所受電場力和洛倫茲力平衡時，兩極板間達到的最大電勢差為U(即電源電動勢)，則 qvB，即UBlv.(3)電源電動勢U：設A、B平行金屬板的面積為S，兩極板間的例4(多選)如圖10所示是磁流體發電機的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個很強的磁場.一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子)沿垂直于磁場的方向

14、噴入磁場.把P、Q與電阻R相連接.下列說法正確的是A.Q板的電勢高于P板的電勢B.R中有由a向b方向的電流C.若只改變磁場強弱，R中電流保持不變D.若只增大粒子入射速度，R中電流增大圖10例4(多選)如圖10所示是磁流體發電機的示意圖，兩平行金屬解析等離子體進入磁場，根據左手定則，正離子向上偏，打在上極板上，負離子向下偏，打在下極板上，所以上極板帶正電，下極板帶負電，則P板的電勢高于Q板的電勢，流過電阻R的電流方向由a到b，故A錯誤，B正確；由上分析可知，若只增大粒子的入射速度，R中電流會增大，故D正確.解析等離子體進入磁場，根據左手定則，正離子向上偏，打在上極3.電磁流量計(1)流量(Q)的

15、定義：單位時間流過導管某一截面的導電液體的體積.(2)公式：QSv；S為導管的橫截面積，v是導電液體的流速.(3)導電液體的流速(v)的計算如圖11所示，一圓柱形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體向右流動.導電液體中的自由電荷(正、負離子)在洛倫茲力作用下發生偏轉，使a、b間出現電勢差，當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的(5)電勢高低的判斷：根據左手定則可得ab.圖113.電磁流量計(5)電勢高低的判斷：根據左手定則可得a例5(2018山東省淄博一中三模)為監測某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖12所示的長方體流量計.該裝置由絕緣材料制成

16、，其長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口.在垂直于上下底面方向加一勻強磁場，前后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極.污水充滿管口從左向右流經該裝置時，接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時間內排出的污水體積)，下列說法中正確的是A.M端的電勢比N端的高B.電壓表的示數U與a和b均成正比，與c無關C.電壓表的示數U與污水的流量Q成正比D.若污水中正、負離子數相同，則電壓表的示數為0圖12例5(2018山東省淄博一中三模)為監測某化工廠的污水排解析根據左手定則知，正離子所受的洛倫茲力方向向里，則向里偏轉，N端帶正電，M端帶負電，則M端的電勢比N端電勢低，故

17、A錯誤； 最終離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡，有：qvB ，解得UvBb，電壓表的示數U與b成正比，與污水中正、負離子數無關，故B、D錯誤；解析根據左手定則知，正離子所受的洛倫茲力方向向里，則向里偏4.霍爾效應的原理和分析(1)定義：高為h、寬為d的導體(自由電荷是電子或正電荷)置于勻強磁場B中，當電流通過導體時，在導體的上表面A和下表面A之間產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應，此電壓稱為霍爾電壓.(2)電勢高低的判斷：如圖13，導體中的電流I向右時，根據左手定則可得，若自由電荷是電子，則下表面A的電勢高.若自由電荷是正電荷，則下表面A的電勢低.圖134.霍爾效應的原理和分析圖132020版高

18、考物理(粵教版)大一輪復習課件-第九章-專題強化十例6(多選)(2018華南師大附中三模)利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域.如圖14所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度B 垂直于霍爾元件的工作面向下，當元件中通入圖示方向的電流I 時，C、D 兩側面會形成一定的電勢差U.下列說法中正確的是A.若C側面電勢高于D側面，則元件中形成電流的載流子帶負電圖14B.若C側面電勢高于D側面，則元件中形成電流的載 流子帶正電C.在地球南、北極上方測地磁場強弱時，元件工作 面豎直放置時U最大D.在地球赤道上方測地磁場強弱時，元件工作面豎 直放置且與地球經線垂直時，U最大例6(多選

19、)(2018華南師大附中三模)利用霍爾效應制作解析若元件的載流子帶負電，由左手定則可知，載流子受到的洛倫茲力方向向D側面偏，則C側面的電勢高于D側面的電勢，故A正確；若元件的載流子帶正電，由左手定則可知，載流子受到的洛倫茲力方向向D側面偏，則D側面的電勢高于C側面的電勢，故B錯誤；在測地球南、北極上方的地磁場強弱時，因磁場方向豎直，則元件的工作面保持水平時U最大，故C錯誤；地球赤道上方的地磁場方向水平，在測地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持豎直，當與地球經線垂直時U最大，故D正確.解析若元件的載流子帶負電，由左手定則可知，載流子受到的洛倫課時作業課時作業1.在如圖1所示的平行板器件

20、中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直.一帶電粒子(重力不計)從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動，則該粒子A.一定帶正電B.速度vC.若速度v ，粒子一定不能從板間射出D.若此粒子從右端沿虛線方向進入，仍做直線運動雙基鞏固練123456789圖11.在如圖1所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互123456789解析粒子帶正電和負電均可，選項A錯誤；由洛倫茲力等于電場力，可得qvBqE，解得速度v ，選項B正確；若速度v ，粒子可能從板間射出，選項C錯誤；若此粒子從右端沿虛線方向進入，所受電場力和洛倫茲力方向相同，不能做直線運動，選項D錯誤.123456789解析粒子帶正電和負電均可

21、，選項A錯誤；2.(多選)如圖2所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源的兩極上，使a、b兩板間產生勻強電場(場強大小為E)，右邊有一塊擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內存在著勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里.從兩板左側中點c處射入一束正離子(不計重力)，這些正離子都沿直線運動到右側，從d孔射出后分成三束，則下列判斷正確的是A.這三束正離子的速度一定不相同B.這三束正離子的比荷一定不相同C.a、b兩板間的勻強電場方向一定由a指向bD.若這三束離子改為帶負電而其他條件不變， 則仍能從d孔射出123456789圖22.(多選)如圖2所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到

22、直流123456789解析因為三束正離子在兩極板間都是沿直線運動的，電場力等于洛倫茲力，可以判斷三束正離子的速度一定相同，且電場方向一定由a指向b，A錯誤，C正確；在右側磁場中三束正離子運動軌跡半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，B正確；若將這三束離子改為帶負電，而其他條件不變的情況下分析受力可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運動，仍能從d孔射出，D正確.123456789解析因為三束正離子在兩極板間都是沿直線運3.(2018山東省濟寧市模擬)為監測某化工廠的含有離子的污水排放情況，技術人員在排污管中安裝了監測裝置，該裝置的核心部分是一個用絕緣材料制成的空腔，其寬和高分別為b和c，左、

23、右兩端開口與排污管相連，如圖3所示.在垂直于上、下底面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在空腔前、后兩個側面上各有長為a的相互平行且正對的電極M和N，M、N與內阻為R的電流表相連.污水從左向右流經該裝置時，電流表將顯示出污水排放情況.下列說法中錯誤的是A.M板比N板電勢低B.污水中離子濃度越高，則電流表的示數越小C.污水流量越大，則電流表的示數越大D.若只增大所加磁場的磁感應強度，則電流表的示數也增大123456789圖33.(2018山東省濟寧市模擬)為監測某化工廠的含有離子的解析污水從左向右流動時，根據左手定則，正、負離子在洛倫茲力作用下分別向N板和M板偏轉，故N板帶正電，M板帶負電，A

24、正確.123456789解析污水從左向右流動時，根據左手定則，正、負離子在洛倫茲力4.(多選)如圖4是質譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器.速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應強度為B0的勻強磁場.下列表述正確的是A.質譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子 的比荷越小圖41234567894.(多選)如圖4是質譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電123456

25、789解析質譜儀是分析同位素的重要工具，A正確；帶電粒子在速度選擇器中沿直線運動時，所受電場力和洛倫茲力應等大反向，結合左手定則可知B正確；123456789解析質譜儀是分析同位素的重要工具，A正確5.(多選)(2018甘肅省蘭州市三診)如圖5所示為磁流體發電機的原理圖，將一束等離子體(帶有等量正、負離子的高速離子流)噴射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產生電壓.如果射入的等離子體速度為v，兩金屬板間距離d，板的正對面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向與速度方向垂直，負載電阻為R.當發電機穩定發電時電動勢為E，電流為I，則下列說法正確的是A.A板為發電機的正極

26、B.其他條件一定時，v越大，發電機的電動勢E越大C.其他條件一定時，S越大，發電機的電動勢E越大圖51234567895.(多選)(2018甘肅省蘭州市三診)如圖5所示為磁流體6.如圖6所示為回旋加速器的示意圖.兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中，一質子從加速器的A處開始加速.已知D形盒的半徑為R，磁場的磁感應強度為B，高頻交變電源的電壓為U、頻率為f，質子質量為m，電荷量為q.下列說法錯誤的是A.質子的最大速度不超過2Rf圖6123456789C.質子的最大動能與電壓U無關D.只增大磁感應強度B，可減小質子的最大動能6.如圖6所示為回旋加速器的示意圖.兩個靠得很近的D形金屬盒

27、7.(多選)如圖7所示為一種質譜儀的示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成.若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內均勻輻射電場，在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外.一質量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點.不計粒子重力.下列說法正確的是A.極板M比極板N的電勢高B.加速電場的電壓UERC.直徑PQ2BD.若一群粒子從靜止開始經過題述過程都落在膠 片上的同一點，則該群粒子具有相同的比荷123456789圖77.(多選)如圖7所示為一種質譜儀的示意圖，由加速電場、靜電123456789解析粒子在靜電分析器內沿電場線方向偏轉，說明粒子帶正電荷，極板M比極板N的電勢高，選項A正確；123456789解析粒子在靜電分析器內沿電場線方向偏轉，8.一臺質譜儀的工作原理圖如圖8所示，電荷量均為q、質量不同