2012会考专题讲练(磁场)

1、2012会考专题讲练一一磁场 会考考点 磁极，磁场，地磁场（A） 磁感线，磁通量（A） 磁感应强度（B） 电流的磁场，安培定则（B） 安培分子电流假说（A） 安培力，左手定则（B） 磁电式电表（A）把 磁电式电表从上面拿下来单列，层级改为A 洛仑兹力（B） 带电粒子在匀强磁场中的运动（C） 质谱仪，回旋加速器（B） 说明：定量分析带电粒子在匀强磁场中的运动，仅限于带电粒子垂直或平行磁场方向进 入匀强磁场的情况。 二、高频考点讲练 考点一、磁场、物理学史 1 把一条导线平行地放在如图 先观察到这个实验现象的物理学家是 1所示的磁针的上方附近，当导线中有电流时，磁针会发生偏转首 （1 ） A .奥

2、斯特 C.牛顿 2 .在物理学史上， A .奥斯特 考点二、磁通量 例1、在磁感应强度为 2.0 10-2T的匀强磁场中，放一个面积是5.0 02m 向垂直时，穿过导线环的磁通量等于（3） 例2、12.在匀强磁场中，垂直磁场方向放一个面积为3.0 X0-2 m2的线框，若穿过线框所围面积的磁 通量为1.5 10-3 Wb，则磁场磁感应强度的大小为（ -4-2 A . 4.510 TB. 4.510 T C. 5.0 B 爱因斯坦 D .伽利略 发现电流周围存在磁场的著名科学家是（2 ） B .伽利略C .焦耳D.库仑 2的导线环.当环面与磁场方 4 ) -4-2 X0 T D. 5.010 T

3、 1面积是S的矩形导线框，放在一磁感应强度为 则穿过导线框所围面积的磁通量为（5 B A. S B. BS ） S C. B B的匀强磁场中，磁场方向与线框所在平面垂直， 2.（供选用n类物理课教材的学生做） 面积是S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中, 当线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为（6 ） D. BS 3.（供选学物理1- 1的考生做）面积是 S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线 框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为（7） SB A.B.C. BSD. 0 4 面积是S的矩形导线框, 过导线框所围面积的磁通量为（ BS A

4、.B. SB 5 面积为S的矩形导线框, 过导线框所围面积的磁通量为（ 放在一磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，则穿 8 ） C. BS D. 0 放在磁感应强度为 9 ） B S C. B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿 6 面积是S的矩形导线框, 过导线框所围面积的磁通量为（ 放在磁感应强度为 10 ） B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿 A. 0 B. BS C. 7.在磁感应强度为 B的匀强磁场内， 穿过线框所围面积的磁通量为（11 ） A. B S B S 放一面积为 B S的正方形线框.当线框平面与磁场方向垂直时， B. BS C. B 考

5、点三、安培力和左手定则 例1.在图所示的四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度 通电直导线所受安培力 B的方向、通电直导线中电流的方向以及 F的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是（12） 例2、如图4所示，将长0.20 m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场 方向垂直.已知磁场磁感应强度的大小为5.0 时，该直导线受到安培力的大小是（13） A . 2.0 X0 - NB . 3 C . 1.0氷0 - N X10 2.0 1.0 -3 T,当导线中通过的电流为 2.0 A -2 X0 N X0 -2 N 例3、图4中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直 于纸面向里。在

6、开关 S接通后，导线D所受磁场力的方向是（14） 软铁心 A.向左B.向右C.向上D.向下 例4、（ 7分）如图10所示，金属棒 AB用绝缘悬线吊起，呈水平状态，置 于一个范围足够大的、 垂直纸面向里的匀强磁场中。 已知棒AB长L = 0.1m, 质量 m= 0.05kg，通有1= 10A的向右的电流，取 g =10m/s2。 （1）若磁场的磁感应强度 B=0.2T ,求此时棒AB受到的安培力 （2） 若悬线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小。 1在图3所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力 垂直纸面向里的匀强磁场中。 F的大小; 15 F方向 A I ” A 图10 Hi 的是（

7、16） 2.关于通电导线所受安培力F的方向，在图2所示的各图中正确的是（17） 匀强磁场，磁感应强度为0.2T ,通电直导线与 该导线所受安培力的大小为（ D . 0.04N C 图2 4.把长0 .10 m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直。已 知磁场的磁感应强度的大小为 5.0X 10-3t，当导线中通过的电流为 3.0A时，该直导 线受到的安培力的大小是（19） 33 A . 3 .0X 10- NB . 2 .5X 10- N 3 .如图 导线长度为0.2m，导线中电流为 1A。 AB A. 0.01N B . 0.02N C . B0.03N 磁场方向垂直 18 ）-

8、 33 C . 2.0X 10- N D . 1 .5 X 10- N 5. 如图4所示，匀强磁场的磁感应强度为B,通电直导线与磁场方向垂直，导线 长度为L,导线中电流为I，该导线所受安培力的大小F是（20） IIBlBI A. FB. FC. F=BILD. F = BIL 6. 如图4所示，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2 T，通电直导线与磁场方向垂直， 导线长度L= 0.2 m,导线中电流I = 1 A.该导线所受安培力F的大小为（21） C. F=BIL A. 0.01 N B . 0.02 NC . 0.03 N D. 0.04 N B - 1V X X D XX 图3 X XX

9、y X f X X X XX X X XX 图4 X X XX X B X XX X XX B XX 7.将一通电直导线垂直于磁场方向放在匀强磁场中.关于该通电直导线所受安培 力的方向，以下说法中正确的是（22）图4 A.跟磁场方向垂直，跟电流方向平行 B .跟电流方向垂直，跟磁场方向平行 C.既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直 D .既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直 &关于通电直导线在磁场中所受的安培力，下列说法中正确的是（23） A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用 B .安培力大小仅与磁感应强度、电流大小成正比，而与其他量无关 C .安培力的方向不一定垂直于通电直导线 D .

10、安培力的方向总是垂直于磁场和通电直导线所构成的平面 考点四、洛伦兹力和左手定则 例1、在图10所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力 FB F方向的是（ 24 ) +q , v +q v M X X W B X3C +q - v a % :, f 厂 图10 例2、如图5所示，带正电的粒子在匀强磁场中运动.关于带电粒子所受洛伦兹力的方向, B C D 1 在图5所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力 F方向的是（ 26 *2 .在图迤 44 其中正标1 BFB V5所示的四幅图中，分别标出了磁场方向、 明了带电粒子所受洛伦兹力v . F方向的是（ B 带正电粒子的运动方

11、 H MKM * ） . FB 其所受洛伦兹力的方向, 51 x H +q +q - B - H M X H M M D 3在图10所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力 F方向的是（28） 4在图，2所示的四幅图中”正确标明了带正电的粒子所受洛.伦兹力 厂u M H L X X * 1 *- +q_u* + 5.在图#所示的四幅图中 .+厂 vA u ( H 29 6 .在 图7 所 示 仏B v x A ,+q B * ”图10 +q v B 兹力 B 图2 C f C u 30 ) D a X x X X +qF方向的是（ A B 、带电粒子在磁场中的运动 1、（选修3- 1

12、的考生做）（8分）如图16所示， 为e,让它以初速度 v0,从屏S上的O点垂直于 垂直于纸面向里、磁感应强度为 F方向的是（ 31 B B3CKKXM BIK X 17MXIEM 一个电子的质量为 m, S射入其右边区域。该区域有 B的匀强磁场，该区域为真空。 电荷量 图16 （1）求电子回到屏 S时距离O点有多远； （2）若电子在磁场中经过某点 P, OP连线与V0成9=60角，求该电子从 O点运动到P点所经历的时间 t。32 向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 B. 一个电荷量为q的带电粒子从感 光板上的狭缝 O处以垂直于感光板的初速度 v射入磁场区域，最后到达感光 板上的P点经测量P、O

13、间的距离为I，不计带电粒子受到的重力 求： （1）带电粒子所受洛伦兹力的大小； （2）此粒子的质量大小。 2 （ 8分）如图13所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方 XXxXXX B 33 x : P 、图13 XXXXXX 3、（供选学物理3- 1的考生做）（8分）如图13所示，真空中有直角坐 标系xOy, P （a, - b）是坐标系中的一个点，a、b均为大于0的常数。在 0的区域内存在着垂直于 xOy平面的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为q的 图13 带正电的粒子 A从坐标原点0以速度v0沿y轴正方向射出，粒子 A恰好通过P点，不计粒子重力。求: （1

14、）磁感应强度B的大小和方向； （2）粒子A从0点运动到P点的时间t。 考点六、带电粒子在复合场中的运动 1、 （供选学物理3-1的考生做）（8分）如图12所示，质量为为 m、 电量为q的带电粒子，经电压为U加速，又经磁感应强度为 B的匀强磁场 后落到图中D点，求： （1） 带电粒子在 A点垂直射入磁场区域时的速率V； （2）A、D两点间的距离I。35 2、（供选学物理3-1的考生做）（8分）在真空中有如图 12所示的坐 标系，坐标系中y0的区域有垂直于 xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强 度为B； y0）的粒子从坐标原点 0以初速度vo沿着y轴正方向射出。求： （1） 粒子被射出后第一次通过x

15、轴时，其与0的距离； （2） 从粒子被射出到其第三次通过x轴的时间。（重力可忽略不计）。36 3、（供选学物理3-1的考生做）（8分）如图16所示，两块完全相同的长方形 金属板正对着水平放置，在两板间存在着匀强电场和匀强磁场.匀强电场的场 强为E、方向竖直向下，匀强磁场的磁感应强度为B、方向垂直纸面向里. 点为两板左端点连线的中点.一质量为m、电荷量为+q的粒子以垂直于电场和 磁场方向的速度从 0点射入两板间，粒子恰好做匀速直线运动. 不计重力影响. （1）求粒子做匀速直线运动速度v的大小； 34 X X X X X hi X X X A D fy 图12 XXXB X V0- XxXX 0X

16、 X X X B X 0 X X X X E X 图12 图16 缘射出场区.求电场未撤去时，两板间的电势差 U.37 （2 ）保持板间磁场不变而撤去电场，当粒子射入板间的位置和速度不变时，粒子恰好从上板的左边 4、（供选学物理3-1的考生做）（8分）如图16所示，M、N为正对着竖直放置的金属板，其中 N板 的正中央有一个小孔，M、N板间的电压 U1 = 1.0 W3 V . P、Q为正对着水平放置的金属板， 板长L = 10 cm, 两板间的距离 d = 12 cm，两板间的电压 U2 = 2.4 W3 V . P、Q板的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁 场区域，其中虚线为磁场的左右边界，边

17、界之间的距离I = 60 cm，竖直方向磁场足够宽.一个比荷q m = 5.0 W04 C/kg的带正电粒子，从静止开始经M、N板间的电压 U1加速后，沿P、Q板间的中心线进入 P、Q间，并最终进入 磁场区域.整个装置处于真空中，不计重力影响. （1） 求粒子进入P、Q板间时速度 u的大小； （2）若粒子进入磁场后， 恰好没有从磁场的右边界射出, 求匀强磁场的磁感应强度 B的大小.38 U1 B : I XI 5、（供选学物理3-1的考生做）（8分）如图14所示，两 平行金属板P1和P2之间的距离为d、电压为U,板间存在磁 感应强度为 B1的匀强磁场.一个带正电的粒子在两板间沿虚 线所示路径做

18、匀速直线运动.粒子通过两平行板后从 O点进入另 感应强度为B2的匀强磁场中，在洛伦兹力的作用下，粒子做匀速圆周 图1 3 - * 磁 “Ab 1 : Bi| 运动，经过半个圆周后打在挡板 MN上的A点.已知粒子的质量为 m, 电荷量为q.不计粒子重力.求： 0 （1）粒子做匀速直线运动的速度V ； 图14 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 参考答案: 1、A 2、A 例1、B 例2、D B D C C 1、 2、 3、 4、 5、A 6、B 7、B 例1、 例2、 例3、 例4、 A A

19、 D D C D C D 1、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 例 例2、I AD AC AB A AD AD 解：(1)电子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动， mv evB- , r r BC B 1、 2、 3、 4、 5、 6、 1、 mvo Be 当它回到S屏时, 刚好运动半周，其距离0点的距离为x=2r =细 Be （4分） （2） 由几何知识电子到达 1 所用时间t = t 3 2 4 二 mr P点时所对应的圆心角a =120 33 2、 34 由 ev0B =2 T2 2 nm 3Be 略 3、解： (1)磁场方向垂直纸面向外 .2 nm I Be （4

20、分） A在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径 2 由洛伦兹力提供向心力qv0B二m 乂 r 2mvo B 二 qa （2） A在磁场中运动的时间 t1 二 r V0 A从离开磁场到经过 P点经历的时间 V0 A从O运动到P的时间t=t1+t2 na +2b t 2vo 35 1、解: Uq 带电粒子垂直射入磁场区域时的速率为 -2Uq m （2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 2 v I qvB = m ， 1 R =2R 解得A、D两点间的距离|=2 2mU B q 36 2、解：（1）带电粒子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动，设其运动的半径为 律和洛仑兹力公式有 qv0B=mw2/R （2分） R,根据牛顿第二定 解得R=mv Bq 1分） 粒子被射出后第一次通过x轴时恰好运动了半个圆周，所以其通过x轴时与O的距离为 x=2R3 Bq 1分） （2）带电粒子被射出后第一次通过x轴后进入电场中做匀变速直线运动，设其加速度为 第二定律有qE=ma，解得 a=qE/m （1 分） 设粒子从第一次通过 x轴至第二次通过 x轴的时间（在电场中运动的时间）为 a,根据牛顿 ，根据运动学公式有 O=v0t1-如2,解得“予二器 （1 分） x轴。即粒子从射出后 粒子从电场中进入磁场中再次做匀速圆周运动，当完成半个圆周时第三次通过 到第三