专题十一磁场VIP

1、进修实验高三物理一轮复习专题十一磁场第一节：磁感应强度安培力【课下作业】 ：一、磁场磁感应强度1 磁场： (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的作用。(2)方向：小磁针的 _所受磁场力的方向。2 磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的 _ 。(2)大小： B _( 通电导线垂直于磁场)。(3)方向：小磁针静止时 _ 的指向。二、磁感线及几种常见的磁场分布1 磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的_方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。2 几种常见的磁场：(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示 )(2)几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场无磁

2、极、非匀强且距导线与条形磁铁的磁场相似，环形电流的两侧是 N 极特点管内为匀强磁场且磁场和 S 极且离圆环中心越越远处磁场 _ ，管外为非匀强磁场远，磁场 _安培定则立体图横截面图纵截面图3、如图所示，图 a、图 b 是直线电流的磁场，图 c、图 d 是环形电流的磁场，图 e、图 f 是通电螺线管电流的磁场试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向4、匀强磁场：在磁场的某些区域内，磁感线为_的平行线。5、地磁场：地磁场的N 极在地理 _附近，S 极在地理 _附近，磁感线分布如图所示。 （忽略地磁偏角）a.地理北极磁场方向： 1进修实验高三物理一轮复习b.地理南极的磁场方向：c.赤道的磁场方向：三、

3、磁场对电流的作用安培力1安培力 大小： 若 I B 时， _；若 I B 时， FBI l。2安培力 方向： 总垂直于 _所决定的平面，即一定垂直于B 和 I，但 B 与 I 不一定垂直。可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指_，并且都跟手掌在 _ ，把手放入磁场中， 让磁感线 _，使伸开的四指指向 _的方向，那么， _所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。3两平行通电导线间的作用：同向电流相互_，反向电流相互_ 。二、判定安培力作用下导体运动情况的常用方法电流元法特殊位置法等效法结论法转换研究对象法习题：分割为电流元左手定则 安培力方向 整段导体所受合力方向 运动方向在特

4、殊位置 安培力方向 运动方向环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向1、将长度为20cm 、通有 0.1A 电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.(1)FA=_N.(2)FB=_N.(3)FC=_N.(4)FD=_N.2、关于电场和磁场

5、，下列说法正确的是（）A电荷处在电场强度为零的地方,受到的电场力一定为零B电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度一定为零C一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零D磁感应强度B 反比于检验电流元IL3、如图所示，已知螺线管通电的情况，请判断a、 b、 c、 d、 e 各处小磁针N 极的方位。 2进修实验高三物理一轮复习4水平桌面上放条形磁铁，磁铁正中上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流，如图所示，产生的情况是：()A悬线上的拉力没有变化；B悬线上的拉力变大；C悬线上的拉力变小；D条形磁铁对桌面压力变小【课上】1.关于磁感应强度，下列说法中错误的是A. 由 B=

6、F 可知， B 与 F 成正比，与IL 成反比ILB.由 B= F 可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场ILC.通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D.磁感应强度的方向就是该处电流受力方向2、物理实验都需要有一定的控制条件 .奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响 .下列关于奥斯特实验的说法中正确的是A.该实验必须在地球赤道上进行B.通电直导线必须竖直放置C.通电直导线应该水平东西方向放置D.通电直导线可以水平南北方向放置3、如图所示，如果在小磁针的附近放一个条形磁铁，条形磁铁的轴线和小磁针的中垂线重合.设地磁场的磁感应强度的水平分量为Bx.测出小磁针偏转的角

7、度为 .则条形磁铁的磁场在小磁针处的磁感应强度的大小为A. B sinB. B /tanxxC. BxcosD. Bx/cos4、为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）西东西东西东西I东IIIABCD5、如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示方向的电流时（电流由A 指向 B），从上往下看关于导线的运动情况正确的是A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升 3进修实验高三物理一轮复习

8、6、如图，在水平桌面上放一条形磁铁，在磁铁的右上方固定一根通电直导线，则磁铁对桌面的作用力的情况是（）A. 磁铁对桌面有向左的摩擦力和大于重力的压力B. 磁铁对桌面有向左的摩擦力和小于重力的压力C. 磁铁对桌面只有大于重力的压力D. 磁铁对桌面只有小于重力的压力7、在如图所示电路中，电池均相同,当电键 S 分别置于 a、 b 两处时，导线MM 与 NN 之间的安培力的大小为f a、 f b，判断这两段导线A.相互吸引， faf bB.相互排斥， faf bC.相互吸引， faf bD.相互排斥， faf b8. 如图所示，金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒

9、中通以由 M 向 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是A. 棒中的电流变大，角变大B. 两悬线等长变短，角变小C . 金属棒质量变大，角变大D. 磁感应强度变大，角变小9、如图，水平放置的光滑金属导轨M 、N，平行地至于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面夹角为，金属棒ab 的质量为 m，放在导轨上且与导轨垂直，电源电动势为E，定值电阻为 R，其余电阻不计，则当电a键 K 闭合瞬间，棒ab 受到的安培力的大小为多少？方向怎样？MEB棒的加速度大小为多少 （画出受力分析剖面图）？如果存在摩擦R因数为 ,则加速度 a

10、为多少（画出受力分析剖面图）? 如果要使S金属棒在导轨上匀速运动，则需要的摩擦因数 为多大（画出bN受力分析剖面图）？ 4进修实验高三物理一轮复习10. 如图所示，光滑导轨与水平面成 角，导轨宽 L、匀强磁场磁感应强度为杆长也为 L ，质量为 m，水平放在导轨上。 当回路总电流为 I1 时，金属杆正好能静止。求：B 至少多大？这时B 的方向如何 (画出受力分析剖面图 )？若保持 B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2 调到多大才能使金属杆保持静止(画出受 力分析剖面图 )？如果存在摩擦力 ,且动摩擦因数为,要求 (2)问中的电流 ,应如何分析 (画出受力分析剖面图)?B、

11、金属11.将一段质量为m=10g 的导线弯成如图所示的形状,水平部分长 L=20cm,放在 B=0.1T 的匀强磁场中,B 的方向垂直纸面向里,导线两端分别插到两个水银槽中 (刚刚接触水银面 ),两槽内水银与一带开关的电源相连 ,当 K 接通的一瞬间 ,导线便从水银槽内跳起 (跳离水银的短时间内不计重力作用),若跳离原来位置的高度为 h=30cm, 求跳起的过程中通过导线中的电量是多大 ?问题：导线起跳经过几个过程？分别是什么样的运动？电量是多少？12、某电子天平原理如题 8 图所示， E 形磁铁的两侧为 N 极，中心为 S 极，两极间的磁感应强度大小均为 B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应。一

12、正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体， 线圈两端 C、D 与外电路连接。 当质量为 m 的重物放在秤盘上时， 弹簧被压缩， 秤盘和线圈一起向下运动 （骨架与磁极不接触） 随后外电路对线圈供电， 秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止， 由此时对应的供电电流 I 可确定重物的质量。已知线圈匝数为 n，线圈电阻为 R，重力加速度为g问（1）线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？（ 2）供电电流 I 是从 C 端还是从 D 端流入？求重物质量与电流的关系。（ 3）若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？ 5进修实验高三物理一轮复习13、（05 北京

13、）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸） 。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量 k=2.5 106T/A。已知两导轨内侧间距 l=1.5cm，滑块的质量 m=30g，滑块沿导轨滑行 5m 后获得的发射速度 v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动） 。（ 1）求发射过程中电源提供的电流强度（ 2）若电

14、源输出的能量有 4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？（ 3）若此滑块射出后随即以速度 v 沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为 s。设砂箱质量为 M ，滑块质量为 m，不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。 6进修实验高三物理一轮复习第二节洛伦兹力【课下作业】 ：一、洛伦兹力的大小和方向1 洛伦兹力的大小：F=qvBsin ， 为 v 与 B 的夹角，如图所示。(1)v B ， =0或 180 时，洛伦兹力F=。(2)v B ， =90时，洛伦兹力F=。(3)v=0 时，洛伦兹力F=。2 洛伦兹力的方向(1)判定方法： 应用

15、左手定则， 注意四指应指向正电荷的运动方向或负电荷_ 。(2)方向特点： F B， F v，即 F 垂直于 _决定的平面 (注意 B 和 v 可以有任意夹角)。由于 Fv，所以洛伦兹力_。3.如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为 q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向二、带电粒子在匀强磁场中的运动若运动电荷在匀强磁场中除受洛伦兹力外其他力均忽略不计，则其运动有如下两种形式：1当 v B 时，所受洛伦兹力_，粒子做运动；2当 v B 时，所受洛伦兹力提供向心力，粒子做运动三带电粒子在有界磁场中的圆心、半径及运动时间的确定1、画图

16、法则：(1) 直线边界 ：与边界成角入射，则与边界成角出射。(2) 圆形边界：沿径向入射，则沿径向出射。(3) 偏转角等于圆心角，弦切角等于圆心角的一半。(4) 平行边界 (存在临界条件 )： 7进修实验高三物理一轮复习2.带电粒子只受洛伦兹力做匀速圆周运动，推导半径的表达式：3. 带电粒子只受洛伦兹力做匀速圆周运动。（1）推导周期表达式 T= ？（2）有界磁场，当粒子轨迹圆心角为时，推导运动时间t= ？4.多个粒子入射到有界磁场中，比较运动时间问题：（1）若 T 均相同（ B 同，荷质比同） ，则比较t 可以去看 _。（2）若速率v 均等大，则比较t 可以去看若均是劣弧，可以看习题：1、从地

17、球赤道正上方向下飞入一束带正电的粒子流。请判断粒子流将会向何方偏转？2、电子以速度v，垂直进入磁感强度为B 的匀强磁场中，则()A、磁场对电子的作用力始终不变B、磁场对电子的作用力始终不做功C、电子的动量始终不变D、电子的动能始终不变3、如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d 点垂直于磁场方向射入，沿曲线dPa 打到屏 MN 上的 a 点，通过Pa 段用时为t 若该微粒经过P 点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上两个微粒所受重力均忽略新微粒运动的（）A.轨迹为 Pb，至屏幕的时间将小于tB.轨迹为 Pc，至屏幕的时间将大于tC.轨迹为 Pb

18、，至屏幕的时间将等于tD.轨迹为 Pa，至屏幕的时间将大于t【课上】1、（ 15 北京）实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生 衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则A轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外B轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外C轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里D轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 8进修实验高三物理一轮复习2、右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板的运动的径迹。云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可

19、知粒子A带正电，由下往上运动B带正电，由上往下运动C带负电，由上往下运动D带负电，由下往上运动3、正方形匀强磁场区域的长为 L,质量为 m,电荷量为 e 的电子以速度 v 从左侧中点垂直边界射入磁场 ,欲使该电子由下方边界穿出磁场 . 求 ：磁感应强度 B 的取值范围 ?4、如图所示，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad 边中点 O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad 边夹角 = 30 、大小为v 的带正电粒子，已知粒子质量为m，0电量为 q，ad 边长为 L ， ab 边足够长，粒子重力不计，求：粒子能从 ab 边上射出磁场的 v0 大小

20、范围 .5、若圆形磁场区域的半径r=3.0 10-2m,磁感强度 B=0.2T.带电粒子的比荷 q/ m=1.0 108C/kg,速度 v=1.0 106m/s. 该粒子从 A 处向各个方向射入磁场 ,且速度方向与磁场垂直 . 求粒子在磁场中运动的最长时间tm. 9进修实验高三物理一轮复习6、如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、 b、 c，以不同速率对准圆心O 沿着 AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是（）A a 粒子动能最大B c 粒子速率最大C c 粒子在磁场中运动时间最长D它们做圆周运动的周期TaTb

21、0D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向3. 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 =Bdv, A R BB. I =BdvS, B R ARSRgdC. I = Bdv , B R

22、 AD. I =BdvSg , A R BRgSRd4. 为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，理想电压表将显示两个电极间的电压 U。若用 Q 表示污水流量 ( 单位时间内排出的污水体积 ) ，下列说法中正确的是 ( )A前表面电极比后表面电极电势高B后表面电极比前表面电极电势高C电压表的示数U 与污水中离子浓度成正比D污水流量Q与电压表的示数U成正比，与a、

23、b 无关5. 如图所示，是一种质谱仪的示意图，从离子源 S 产生的正离子，经过 S1 和 S2 之间的加速电场，进入速度选择器P1 和 P2 间的电场强度为 E，磁感应强度为 B1离子由S3 射出后进入磁感应强度为 B2 的匀强磁场区域由于各种离子轨迹半径 R 不同，而分别射到底片上不同的位置，形成谱线(1) 若已知 S1、S2 间加速电压为 U，并且磁感应强度为 B2 ，13Rmax.求：进修实验高三物理一轮复习半径 R 也是已知的，则离子的荷质比_(2) 若已知速度选择器中的电场强度 E 和磁感应强度 B1，R 和 B2 也知道，则离子的荷质比 q/m _(3) 要使氢的同位素氘和氚的正离

24、子经加速电场和速度选择器以相同的速度进入磁感应强度为 B2 的匀强磁场（设进入加速电场时速度为零）(A) 若保持速度选择器的 E 和 B1 不变，则加速电场 S1 、S2 间的电压之比应为 _(B) 它们谱线位置到狭缝 S3 间距离之比为 _6.如图所示，有abcd 四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等。有ma mbmc md，以不等的速度va vb vc vd 进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入 B2磁场，由此可判定()A. 射向 P1 的是 a 离子B.射向 P2 的是 b 离子C.射到 A1 的是 c 离子D.射到 A2 的是 d 离子7. 回旋加速器是用来加速一群带

25、电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D 形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 磁场方向垂直于盒底面， 粒子源置于盒的圆心附近， 若粒子源射出的粒子电荷量为 q，质量为 m，粒子最大回旋半径为(1) 粒子在盒内做何种运动；(2) 所加交变电流频率及粒子角速度；(3) 粒子离开加速器时的最大速度及最大动能(4) 若狭缝间电压大小为 U，则粒子离开加速器时被加速的次数n=?14进修实验高三物理一轮复习8.在某区域内有相互垂直的匀强电场和磁场，场强为E 103 N/C，磁感应强

26、度B 1T，如图所示。一质量 m210-6 kg、取 g=10m/s 2、电量 q +210-6C 的带电微粒在该复合场区内做直线运动，求该微粒运动的速度。EB9.如图所示，一个质量为m，电荷量 +q 的带电微粒（重力忽略不计），以速度 v0 水平进入两平行金属板间的偏转电场中，电压为U，板长为 L ，板间距为d。微粒射出电场接着从M 点进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场区，磁感应强度为B，最终微粒从磁场边界上的N点射出，试证明，MN 两点的距离s 与偏转电压U 无关。10.在平面直角坐标系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

27、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 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 。15进修实验高三物理一轮复习11.（11 年北京高考）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG （ AC 边足够长）中存在着垂直于

28、纸面的匀强磁场，A 处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA 边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA 边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是m1 和 m2（m1m2 ）。电荷量均为q，加速电场的电势差为 U，离子进入电场时的初速度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用。（1）求质量为m1 的离子进入磁场时的速率1；（2）当磁感应强度的大小为B 时，求两种离子在GA 边落点的间距s；（ 3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响， 实际装置中狭缝具有一定宽度。 若狭缝过宽，可 能 使 两 束 离 子 在 GA 边 上 的 落 点

29、 区 域 交 叠 ， 导 致 两 种 离 子 无 法 完 全 分 离 。解析：设磁感应强度大小可调， GA 边长为定值 L ，狭缝宽度为 d，狭缝右边缘在 A 处。离子可以使狭缝各处射入磁场， 入射方向仍垂直于 GA 边且垂直于磁场。 为保证上述两种离子能落在 GA 边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。DBC两种离子能被完全分离2R1 2R2dAGGA边上L dd两种离子能落在2R1m=L dLm1m2而dmm22 m1关键分离条件： R小左 =R大右故 :16进修实验高三物理一轮复习12. （ 2014 海淀期末）图 9 所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源 N； P、Q 间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R 的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O 等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B 的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场