一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师提高自己的教学质量。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?考虑到您的需要,小编特地编辑了“电场与磁场在实际中的应用”,仅供参考,欢迎大家阅读。
电场与磁场在实际中的应用
要点一速度选择器
即学即用
1.如图所示,一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正
交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,有些未发生任何偏转.如果让这
些不偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入另一磁
场的离子,可得出结论()
A.它们的动能一定各不相同B.它们的电荷量一定各不相同
C.它们的质量一定各不相同D.它们的电荷量与质量之比一定各不相同
答案D
要点二质谱仪
即学即用
2.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器,它的构造如图所示.设从离子
源S产生出来的正离子初速度为零,经过加速电场加速后,进入一平行板电容器C中,电
场强度为E的电场和磁感应强度为B1的磁场相互垂直,具有某一速度的离子将沿图中所
示的直线穿过两板间的空间而不发生偏转,再进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后打在记录它的照相底片上的P点.若测得P点到入口处S1的距离为s,证明离子的质量为m=.
答案离子被加速后进入平行板电容器,受到的水平的电场力和洛伦兹力平衡才能够竖直向上进入上面的匀强磁
场,由qvB1=qE得v=E/B1,在匀强磁场中,将v代入,可得m=.
要点三回旋加速器
即学即用
3.回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D
形金属盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使
粒子每次穿过狭缝都得到加速,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,离子源置
于盒的圆心附近.若离子源射出的离子电荷量为q,质量为m,粒子最大回转半径Rm,其运动轨迹如图所示.
求:(1)两个D形盒内有无电场?
(2)离子在D形盒内做何种运动?
(3)所加交流电频率是多大?
(4)离子离开加速器的速度为多大?最大动能为多少?
答案(1)无电场
(2)做匀速圆周运动,每次加速之后半径变大
(3)(4)
要点四霍尔效应
即学即用
4.如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直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′之间会产生电势差,这种现象
称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=k.式中的比例系数k称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.
设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为;
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为;
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为k=,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.
答案(1)低于(2)evB(3)e
(4)由F=F电得evB=eU=hvB
导体中通过的电流I=nevdh
由U=k得hvB=k=k
得k=
题型1带电粒子在组合场中运动
【例1】如图所示,在y0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y0的空间中,存在
匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动
粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向,经过x轴上x=2h处的P2点
进入磁场,并经过y轴上y=-2h处的P3点.不计重力.求:
(1)电场强度的大小.
(2)粒子到达P2时速度的大小和方向.
(3)磁感应强度的大小.
答案(1)(2),与x轴成45°角(3)
题型2带电粒子在重叠场中运动
【例2】如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀
强磁场,磁感应强度B=1.57T.小球1带正电,其电荷量与质量之比=4C/kg,所受重力与电
场力的大小相等;小球2不带电,静止放置于固定的水平悬空支架上.小球1向右以v0=23.59m/s
的水平速度与小球2正碰,碰后经过0.75s再次相碰.设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内.(取g=10m/s2)
(1)电场强度E的大小是多少?
(2)两小球的质量之比是多少?
答案(1)2.5N/C(2)11
题型3科技物理
【例3】飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀P
喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速
电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器.已知
元电荷电荷量为e,a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L.不计离子重力及进入a板时的初速度.
(1)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器.请导出离子的全部飞行时间与荷质比k(k=)的关系式.
(2)去掉偏转电压U2,在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,若进入a、b间的所有离子质
量均为m,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出,a、b间的加速电压U1至少为多少?
答案(1)
1.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表示测得电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为()
A.B.C.D.
答案A
2.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图.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,从整体上来说呈电中性)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()
A.I=,A→R→BB.I=,B→R→A
C.I=,B→R→AD.I=,A→R→B
答案D
3.如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,使质子由静止加速到能量为E后,
由A孔射出,求:
(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小.
(2)设两D形盒间距为d,其间电压为U,电场视为匀强电场,质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所需
回旋周数.
(3)加速到上述能量所需时间.
答案(1)方向垂直纸面向里
(2)
4.(2009平朔质检)如图所示是用来测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图,设法使某有机化合物的气态分子导入图示容器A中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的离子.离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场中(初速度不计),加速后再经过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于磁场区的界面PQ.最后,离子打到感光片上,形成垂直于纸面且平行于狭缝S3的细线,若测得细线到狭缝S3的距离为d.导出离子质量m的表达式.
答案m=
1.在真空中,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向垂直纸面向里.三个油滴带有等量同种电荷,其中a静止,b向右匀速运动,c向左匀速运动,则它们的重力Ga、Gb、Gc的关系为()
A.Ga最大B.Gb最大C.Gc最大D.不能确定
答案C
2.如图所示,真空中一光滑水平面上,有两个直径相同的金属小球A、C,质量mA=0.01kg,mC=
0.005kg.静止在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中的C球带正电,电荷量qC=1.0×10-2C,
在磁场外的不带电的A球以v0=20m/s的速度进入磁场中与C球发生正碰后,C球对水平面的压力恰好为零,则碰后A球的速度为()
A.20m/sB.10m/sC.5m/sD.15m/s
答案B
3.(2009涿州模拟)如图所示,一粒子先后通过竖直方向的匀强电场区和竖直方向的匀
强磁场区,最后粒子打在右侧屏上第二象限上的某点.则下列说法中正确的是()
A.若粒子带正电,则E向上,B向上B.若粒子带正电,则E向上,B向下
C.若粒子带负电,则E向下,B向下D.若粒子带负电,则E向下,B向上
答案AC
4.如图所示,质量为m、电荷量为q的微粒,在竖直向下的匀强电场、水平指向纸内的匀强磁
场以及重力的共同作用下做匀速圆周运动,下列说法中正确的是()
A.该微粒带负电,电荷量q=
B.若该微粒在运动中突然分成荷质比相同的两个粒子,分裂后只要速度不为零且速度方向仍与磁场方向垂直,它们
均做匀速圆周运动
C.如果分裂后,它们的荷质比相同,而速率不同,那么它们运动的轨道半径一定不同
D.只要一分裂,不论它们的荷质比如何,它们都不可能再做匀速圆周运动
答案ABC
5.目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图表示了它的原理:将一束等离
子体喷射入磁场,在场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.如果
射入的等离子体速度均为v,两金属板的板长为L,板间距离为d,板平面的面积为S,匀强磁
场的磁感应强度为B,方向垂直于速度方向,负载电阻为R,电离气体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时,电流
表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为()
A.B.
C.D.
答案A
6.一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强
磁场中,现给滑环一个水平向右的瞬时作用力,使其由静止开始运动,则滑环在杆上运动情况
不可能的是()
A.始终做匀速运动B.始终做减速运动,最后静止于杆上
C.先做加速运动,最后做匀速运动D.先做减速运动,最后做匀速运动
答案C
7.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在静电力
和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动
的最低点,忽略重力,下述说法中错误的是()
A.该离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度
C.离子在C点时速度最大D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点
答案D
8.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场的方向垂直纸面向里,
一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是()
A.若撤去电场,P可能做匀加速直线运动
B.若撤去磁场,P可能做匀加速直线运动
C.若给P一初速度,P可能做匀速直线运动
D.若给P一初速度,P可能做顺时针方向的匀速圆周运动
答案CD
9.如图所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量正负电荷,a板带正电,两板间有垂直
于纸面向里的匀强磁场,一个带正电的液滴在两板间做直线运动.关于液滴在两板间运
动的情况,可能是()
A.沿竖直方向向下运动B.沿竖直方向向上运动
C.沿水平方向向右运动D.沿水平方向向左运动
答案C
10.带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场,如图所示运动中经过b点,Oa=Ob,若撤去磁场
加一个与y轴平行的匀强电场,仍以v0从a点进入电场,粒子仍能通过b点,那么电场强度E
与磁感应强度B之比为()
A.v0B.C.2v0D.
答案C
11.一个质量m=0.001kg、电荷量q=1×10-3C的带正电小球和一个质量也为m不带电的小球
相距L=0.2m,放在绝缘光滑水平面上.当加上如图所示的匀强电场和匀强磁场后,带电小球
开始运动,与不带电小球相碰,并粘在一起,合为一体.已知E=1×103N/C,B=0.5T.问:(取g=10m/s2)
(1)两球碰后速度多大?
(2)两球碰后到两球离开水平面,还要前进多远?
答案(1)10m/s(2)1.5m
12.如图所示,两块平行金属板M、N竖直放置,两板间的电势差U=1.5×103V.竖直边界MP
的左边存在着正交的匀强电场和匀强磁场,其中电场强度E=2500N/C,方向竖直向上;磁感
应强度B=103T,方向垂直纸面向外;A点与M板上端点C在同一水平线上,现将一质量m=
1×10-2kg、电荷量q=+4×10-5C的带电小球自A点斜向上抛出,抛出的初速度v0=4m/s,方向与水平方向成45°角,之后小球恰好从C处进入两板间,且沿直线运动到N板上的Q点,不计空气阻力,g取10m/s2.求:
(1)A点到C点的距离sAC.
(2)Q点到N板上端的距离L.
(3)小球到达Q点时的动能Ek.
答案(1)m(2)0.6m(3)0.20J
13.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既
无电场也无磁场,在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强
磁场,在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带
电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限.然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动,之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求:
(1)粒子到达P2点时速度的大小和方向.
(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小.
(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小与方向.
答案(1)2方向与x轴负方向成45°角斜向下
(2)方向沿x轴正方向
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题型1安培力的应用
【例1】(2007海南15)据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方
形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最
后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上
的电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向
垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)
答案6.0×105A
题型2带电粒子在磁场中运动
【例2】(2008重庆25)如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心,
OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对
称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M,
且OM=d,现有一正离子束以小发射角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0,若该离子束中荷
质比为的离子都能汇聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象).
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,求其轨道半径和在磁场中的运动时间.
(3)线段CM的长度.
答案(1)磁场方向垂直纸面向外
(2)
(3)dcotα
题型3带电粒子在复合场中运动
【例3】(2008宁夏24)如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行
于y轴向下;在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向
垂直于纸面向外.有一质量为m,带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场.质点
到达x轴上A点时,速度方向与x轴的夹角为,A点与原点O的距离为d.接着,质点进入磁场,并垂直于OC飞离磁
场,不计重力影响.若OC与x轴的夹角也为,求:
(1)粒子在磁场中运动速度的大小.
(2)匀强电场的场强大小.
答案(1)
1.(2008宁夏14)在等边三角形的三个项点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,方向如图所示.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
答案C
2.(2008广东9)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
磁场的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
答案AC
3.(2008广东4)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示.
这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()
A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量
答案AD
4.(2008天津23)在平面直角坐标xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第
Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q
的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点
与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求
(1)M、N两点间的电势差UMN.
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r.
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.
答案
5.(2008山东25)两块足够大的平行金属极板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场
和磁场,变化规律分别如图(1)、(2)所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向).在t=0时刻由负极板释放
一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力).若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的荷质比均已知,且t0=,两板间距h=.
(1)求粒子在0~t0时间内的位移大小与极板间距h的比值.
(2)求粒子在极板间做圆周运动的最大半径(用h表示).
(3)若板间电场强度E随时间的变化仍如图(1)所示,磁场的变化改为如图(3)所示,试画出粒子在板间运动的轨
迹图(不必写计算过程).
答案(1)
(2)
(3)见右图
6.(2008全国Ⅰ25)如图所示,在坐标系xOy中,过原点的直线OC与x轴正向的夹角=
120°,在OC右侧有一匀强电场,在第二、三象限内有一匀强磁场,其上边界与电场边界重叠、
右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面
向里.一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域,并从O点射出,粒子射出磁
场的速度方向与x轴的夹角θ=30°,大小为v,粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左
右边界间距的两倍.粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场.已知
粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期,忽略重力的影响.求:
(1)粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离.
(2)匀强电场的大小和方向.
(3)粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间.
答案(1)垂直于磁场左边界
(2)方向与x轴正向夹角为150°(3)
7.(2008四川24)如图所示,一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上,
整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下.一电荷量为q(q0),质量为m的小球
P在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心为O′.球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0θπ/2).为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率.(重力加速度为g)
答案Bmin=
8.(2008海南16)如图所示,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y轴正方向,磁场
方向垂直于xy平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁
场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x轴正向入射.
这时若只有磁场,粒子将做半径为R0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒
子从P点运动到x=R0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x轴交于M点.
不计重力.求:
(1)粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离.
(2)M点的横坐标xM.
答案
章末检测
一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分)
1.如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面.导线中无电流时磁铁对斜面的压力为N1;当导线中有电流通过时,磁铁对斜面的压力为N2,此时弹簧的伸长量减小了,则()
A.N1N2,A中电流方向向外B.N1=N2,A中电流方向向外
C.N1N2,A中电流方向向内D.N1N2,A中电流方向向外
答案D
2.一个足够长的绝缘斜面,倾角为θ,置于匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向
里,与水平面平行.如图所示,现有一带电荷量为q、质量为m的小球在斜面顶端由静止
开始释放,小球与斜面间的动摩擦因数为μ,则()
A.如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
B.如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
C.如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
D.如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
答案BC
3.如图所示,在光滑的绝缘水平面上,一轻绳连着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做
逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下(本图为俯视图).若小球运动到圆周上的A点时,
从绳子的连接处脱离,脱离后仍在磁场中运动,则关于以后小球运动情况以下说法中正确的是()
A.小球可能做逆时针的匀速圆周运动,半径不变
B.小球可能做逆时针的匀速圆周运动,半径减小
C.小球可能做顺时针的匀速圆周运动,半径不变
D.小球可能做顺时针的匀速圆周运动,半径增大
答案ACD
4.金属棒MN两端用细软导线连接后,悬挂于a、b两点,且使其水平,棒的中部处于水平方
向的匀强磁场中,磁场方向垂直于金属棒,如图所示.当棒中通有M流向N的恒定电流时,
悬线对棒有拉力.为了减小悬线中的拉力,可采用的办法有()
A.适当增大磁场的磁感应强度B.使磁场反向
C.适当减小金属棒中的电流强度D.使电流反向
答案A
5.(2009邢台质检)如图所示的天平可用于测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个不
计重力的矩形线圈,宽度为L,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈
中通有方向如图所示的电流I时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡,当电流反向(大小不变)
时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知()
A.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为
B.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为
C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为
D.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为
答案B
6.在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场,一质量为m的带正电小球,在该区域内沿水平方向向
右做直线运动,如图所示,关于场的分布情况可能的是()
A.该处电场方向和磁场方向重合B.电场竖直向上,磁场垂直纸面向里
C.电场斜向里侧上方,磁场斜向外侧上方,均与v垂直D.电场水平向右,磁场垂直纸面向里
答案ABC
7.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其核心部件是一个高度真空的圆环状的空腔.若带电粒子初速度可视为零,
经电压为U的电场加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁
感应强度大小为B.带电粒子将被限制在圆环状空腔内运动.要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动,下列
说法中正确的是()
A.对于给定的加速电压,带电粒子的荷质比q/m越大,磁感应强度B越大
B.对于给定的加速电压,带电粒子的荷质比q/m越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子和磁感应强度B,加速电压U越大,粒子运动的周期越小
D.对于给定的带电粒子和磁感应强度B,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变
答案BD
8.如图所示,长方形abcd长ad=0.6m,宽ab=0.3m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径
的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T.一群不计重力、
质量m=3×10-7kg、电荷量q=+2×10-3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直于ad方向且垂直于磁场射入磁场区域()
A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边
D.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边
答案D
二、计算论述题(共4小题,共52分,其中9、10小题各12分,11、12小题各14分)
9.质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感
应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图所示,求棒MN所受的支持力大小和摩擦力
大小.
答案BILcosθ+mgBILsinθ
10.(2009昌平质检)带电粒子的质量m=1.7×10-27kg,电荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s,沿着垂直于
磁场方向同时又垂直于磁边界的方向射入匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B=0.17T,磁场的宽度l=10cm.求:
(1)带电粒子离开磁场时的速度多大?速度方向与入射方向之间的偏折角多大?
(2)带电粒子在磁场中运动的时间多长?离开磁场时偏离入射方向的距离多大?
答案(1)3.2×106m/s30°(2)3.3×10-8s2.7cm
11.如图所示为置于真空中的实验装置.质量为m、电荷量为e、初速度为0的电子在加速电压为U的加速电场加速后
垂直进入匀强的偏转电场,之后又进入被测的匀强磁场(电子速度方向与磁场方向垂直).电子从刚进入磁场P1到刚
离开磁场P2两点间的距离为d.试求磁场的磁感应强度.
答案
12.如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.在其他象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为l.一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域,并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角.不计重力作用.
试求:
(1)粒子经过C点时速度的大小和方向.
(2)磁感应强度的大小B.
答案(1),与x轴的夹角为arctan
(2)
俗话说,凡事预则立,不预则废。教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,帮助教师在教学期间更好的掌握节奏。您知道教案应该要怎么下笔吗?为满足您的需求,小编特地编辑了“气候在地理环境中的作用”,欢迎大家与身边的朋友分享吧!
3-1气候在地理环境中的作用
教学设计
1、教学目标:
(1)知识与技能:
了解地理环境的构成要素;理解太阳辐射、大气环流等各气候形成因子对气候的影响;理解气候在地理环境形成和演变中的作用。
(2)过程与方法:
在学习过程中培养学生读图分析问题的能力和从地理现象入手寻求原因的探究能力。
(3)情感态度与价值观:
通过对气候因素关联性的分析,特别是人类活动对气候影响的分析,树立地理环境各要素互相联系的辨证唯物主义观点和正确的环境观。
2、教学重点:气候形成因子分析。
3、教学难点:气候形成因子分析,气候在地理环境形成和演变中的作用。
4、教学方法:采用读图分析、案例分析及学生讨论、探究的方法
5、教学过程:
(阅读课前探索,引导学生从土壤、植被和动物等方面来对比撒哈拉沙漠和我国长江中下游的自然景观差异)
(引言)我们知道,不同的地区,地理环境存在着差异,例如:从我国炎热的华南到温凉的北方,从多雨的东南沿海到干旱的西北内陆,沿途所看到的自然景观都不相同。撒哈拉沙漠和我国长江中下游地区的自然景观为什么存在那么大的差异呢?这是因为组成地理环境的各要素不同,那么地理环境受哪些要素影响?其中,最主要的要素是什么?我们一起来探讨这些问题。
(板书)一、地理环境
(教师引导)地理环境包括自然地理环境和人文地理环境,自然地理环境是指存在于人类社会周围的自然界,人文地理环境是人类在自然地理环境基础上改造形成的、与自然地理环境有着内在联系的、具有地域分布规律的部分人工环境。
(学生活动)列举存在于我们周围的形式各异的物体;在这些物体中,哪些属于自然地理环境?哪些属于人文地理环境?
(出示《深圳世界之窗》和《红树林自然保护区》图片,加强学生对两种地理环境的认识)
(学生探究)以红树林自然保护区为例,说说自然地理环境由哪些要素组成。
(教师点拨)自然地理环境是人类赖以生存和发展的自然基础,气候、水文、地貌、生物、土壤等是其组成要素。
(探索)撒哈拉沙漠和我国长江中下游地区的景观差异为什么如此之大?你认为这主要受哪一个自然地理要素影响造成的?
(板书)二、气候——一种重要的自然地理要素
(一)气候的概念
(学生思考)什么是气候?气候与天气有何区别?
(板书归纳)气候是一个地区长时期内大气的一般状态,是该地经常性天气的综合表现。一地的气候通常用气温和降水的平均值来表现。
(学生思考)为什么各地的气候存在差异?为什么同一地区的气候也经常发生变化?影响气候的因素有哪些?
(板书归纳)
(二)影响气候的因素
太阳辐射——决定气温
大气环流——决定降水
影响气候
下垫面因素
影响气温和降水
人类活动
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,呈现赤道的热带雨林气候和北极的极地气候的降水和气温变化图。
(学生思考)为什么赤道与两极的气候差异如此之大?主要受哪个因素的影响?
(教师启发)出示《非洲大陆气候类型分布图》,启发学生思考:非洲大陆的气候为什么以赤道为中心南北对称分布?
(教师点拨)太阳辐射是地球能量的主要来源,太阳辐射在地球表面不同纬度上分布不均,
使地球上的热量随着纬度的增高而减少,这是造成各地气候出现差异的基本因素。
(板书)1、太阳辐射——造成气候差异的基本因素
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,呈现撒哈拉沙漠的热带荒漠气候和我国长江中下游地区的亚热带季风气候的降水和气温变化图。
(学生思考)为什么撒哈拉沙漠地区和我国长江中下游地区的气候差异如此之大?主要受哪个因素的影响?(教师从气候类型,环流形势和气候特征等方面启发学生思考)
(教师点拨)出示表格:
30N附近大陆西部大陆东部
环流形势终年受副高和信风控制季风环流
气候特征终年炎热干旱冬季寒冷干燥,夏季高温多雨
气候类型热带沙漠气候季风气候
(归纳)大气环流促进了高低纬度之间、海陆之间热量和水分的交换,调整了全球热量和水分的分布。大气环流的状态直接决定着各地的天气过程,也就决定着各地气候的形成。
(板书)2、大气环流——造成气候差异的直接因素
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,以莫斯科和伦敦为例呈现温带海洋性气候和温带大陆性气候的降水和气温变化图。
(学生思考)伦敦与莫斯科的气候有何差异?主要受哪个因素的影响?(教师从地理位置、气候类型、气温日较差、气温年较差和全年降水情况等方面启发学生思考)
(教师点拨)出示表格:
气候类型气温日较差气温年较差全年降水情况
大陆性气候大大较少
海洋性气候小小教多
(归纳)对流层大气中的热量和水分主要来自地面,地面性质的不同直接影响到大气的水热状况乃至运动特征。由于海陆热力性质的差异,海陆水热特征不同,因此形成大陆性和海洋性两种气候类型。
(板书)3、下垫面因素
(1)海陆差异的影响
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,让学生观察澳大利亚西海岸、秘鲁太平洋沿岸、伦敦和马达加斯加岛东侧分别是什么气候类型,思考这些气候类型与所经洋流有何关系。
(教师点拨)洋流对所经地区的气温和降水有着显著影响。暖流有增温增湿的作用,寒流有降温减湿的作用,一般地,暖流经过的地区气候温暖湿润,寒流经过的地区气候寒冷干燥。如:澳大利亚西海岸和秘鲁太平洋沿岸的荒漠环境与沿岸的寒流影响密不可分;伦敦温暖湿润的气候主要受沿岸的西风和暖流的影响而形成。
(板书)(2)洋流的影响
(教师启发)出示《泰山和济南各月气温比较表》,启发学生思考:泰山与济南的气温相差较大的原因是什么?(教师联系对流层气温变化知识启发学生思考)
(归纳)我们知道,陆地上分布着山地、高原、平原和盆地等地形,由于对流层大气的温度随高度升高而降低,因此海拔高的地区气温低于海拔地的地区气温,造成山地不同高度的气候不同,这就是俗话所说的“一山有四季,十里不同天”“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”的道理。
(板书)(3)地形的海拔高度影响
(承转过渡)地形不仅有高度之分,而且有坡向之分,在山的阳坡与阴坡,迎风坡与背风坡,气候也存在着显著的差异。
(播放地形雨的形成动画,引导学生观看动画思考:迎风坡与北风坡的气候有何差异?)
(归纳)坡向对气候的影响表现为:迎风坡上升的湿润气流带来降水,而背风坡下沉气流带来干燥的空气。
(板书)(4)地形的坡向影响
(教师点拨)地形的其他因素,如:地表的物质组成不同,对太阳的反射率不同,从而直接影响到对太阳辐射能的吸收情况,导致地区间热量状况出现差异。(引导学生思考:世界极端最低气温为什么出现在南极大陆?)
(承转过渡)除了以上自然因素对一地的气候产生影响外,随着工业的发展和人类社会的进步,人类活动也对气候产生深远的影响。
(板书)4、人类活动
(学生自主探究)学生阅读课本后,教师引导学生思考并讨论以下问题:
(1)人类主要通过哪些途径向大气释放废热?
(2)人类是怎样改变大气成分的?这样会导致气候如何变化?
(3)人类通过哪些途径改变下垫面性质?这样导致气候如何变化?
(案例研究)学生阅读《上海的“热岛“效应”》,教师引导学生思考以下问题:
1、什么是城市“热岛”效应?哪些因素导致城市“热岛”效应?
2、城市热岛效应会产生哪些影响?
3、利用热力环流的知识画出城市与郊区的环流图。
4、请用热力环流的知识解释城市“热岛”效应对环境的影响,并说说上海市今后的造林重点区应在哪里?
组成自然地理环境的气候、土壤、水文、生物等要素是相互联系、相互影响的。气候是地理环境中的重要组成要素,从25亿年至今,地球的气候处于不停的变化之中。也正是气候的变化,使地球上的水圈、岩石圈、生物圈等得以不断改造,并且经过漫长的演化,最终形成了人类赖以生存的地理环境。可见,气候在地理环境形成和演变中起着至关重要的作用。我们要深刻理解太阳辐射、大气环流、下垫面因素和人类活动对气候的影响,保护地球的大气环境,从而创造一个适宜生物生存的地理环境。
课后查找有关资料,了解在人类历史中,气候经过了哪些变化?气候的每一次变化对地球上的动植物和人类有何影响?
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体液调节在维持稳态中的作用古人云,工欲善其事,必先利其器。教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,使教师有一个简单易懂的教学思路。您知道教案应该要怎么下笔吗?下面是小编帮大家编辑的《气候及其在地理环境中的作用》,仅供参考,希望能为您提供参考!
3.1《气候及其在地理环境中的作用》素材(中图版必修1)文章来源:http://m.jab88.com/j/38009.html
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