第三章磁場

1、第三章 磁場 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)與技能過程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀磁現(xiàn)象和磁場知道磁體有磁性，知道磁體上磁性最強(qiáng)的部位叫磁極，磁體有南(S)、北(N)兩個(gè)磁極。知道磁極間的相互作用的特點(diǎn)；了解地磁場的特點(diǎn)，了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響，了解磁現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用；知道磁場是物質(zhì)存在的形式之一，知道磁極之間的相互作用是通過磁場實(shí)現(xiàn)的，磁場對(duì)其中的磁體和電流有力的作用認(rèn)識(shí)磁現(xiàn)象，承認(rèn)磁場是客觀存在的物質(zhì)；通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，概括出磁極偏轉(zhuǎn)、電流受力等都是磁場的作用，這個(gè)過程體現(xiàn)出典型的物理思維方式1通過定義物理量，準(zhǔn)確地描述、解釋物理現(xiàn)象并建立物理量之間的聯(lián)系，體會(huì)物理學(xué)的

2、嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。2通過對(duì)比研究電場、磁場的性質(zhì)時(shí)的方法，讓學(xué)生體會(huì)其中的內(nèi)在邏輯及推理方面的相同之處，加深學(xué)生對(duì)一些科學(xué)方法的理解。3通過介紹科學(xué)史實(shí)進(jìn)行物理學(xué)方法的教育：培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)研究方法的思維方式，即實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)科學(xué)假設(shè)實(shí)踐檢驗(yàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。認(rèn)識(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向的定義方法；知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位，了解常見的一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度通過演示磁場對(duì)電流的作用的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力；從電場強(qiáng)度概念引入分析，據(jù)比值法定義，建立磁感應(yīng)強(qiáng)度概念電流的磁場知道磁感線是形象的描繪磁場的曲線，利用磁感線能夠確定磁場的強(qiáng)弱和方

3、向；知道通電直導(dǎo)線周圍的磁場的特點(diǎn)，會(huì)用安培定則(右手螺旋定則)判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場的方向；知道通電線圈周圍的磁場的特點(diǎn)，會(huì)用安培定則(右手螺旋定則)判斷通電線圈周圍的磁場的方向；了解安培分子電流假說的內(nèi)容，能夠用安培分子電流假說對(duì)磁化現(xiàn)象進(jìn)行解釋；知道磁通量的定義及單位，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算通過磁場對(duì)小磁針的作用，正確畫出典型磁場的磁感線圖形；通過模型、教具、課件等幫助提高空間想象能力，能把立體圖形平面化；領(lǐng)會(huì)用磁感線形象表示磁場的這種方法對(duì)理解磁場的存在、了解磁場的分布情況的必要性；使學(xué)生接受磁現(xiàn)象的電本質(zhì)安培力知道通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用，該力被稱為安培力；理解影響安培力大小的因

4、素；會(huì)用左手定則判斷安培力的方向；掌握勻強(qiáng)磁場中安培力大小的計(jì)算；知道磁電式電表的基本構(gòu)造和基本原理通過學(xué)習(xí)左手定則，理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力；通過安培力公式在具體問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生在解決物理問題方面的綜合能力續(xù)表學(xué)習(xí)內(nèi)容知識(shí)與技能過程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀洛倫茲力知道磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，稱為洛倫茲力；理解洛倫茲力的方向與磁場方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向；掌握勻強(qiáng)磁場中洛倫茲力大小的計(jì)算。(安培力的計(jì)算限于速度v跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B平行或垂直的兩種情況)注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析、推理、推導(dǎo)能力的訓(xùn)練；設(shè)置檢驗(yàn)、提高學(xué)生空間想

5、象能力的教學(xué)過程；利用物理實(shí)驗(yàn)室的條件，觀察和研究不同速率、不同動(dòng)量、不同動(dòng)能的粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的情景，體會(huì)洛倫茲力的作用設(shè)在認(rèn)識(shí)自然奧秘中的重要作用。5通過演示實(shí)驗(yàn)或?qū)嵨镎故?，掌握一些?shí)用的磁性材料的常識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維能力。6通過討論，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和查找資料，體會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)先進(jìn)科技的發(fā)展，理解高科技的巨大力量培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探的興趣帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)知道帶電粒子在勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，并能計(jì)算運(yùn)動(dòng)的半徑和周期；了解回旋加速器的工作原理；認(rèn)識(shí)電磁現(xiàn)象的研究在社會(huì)發(fā)展中的作用，如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器等使學(xué)生掌握確定帶電粒子在

6、磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡、圓心位置的思路和方法，能準(zhǔn)確求出圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期；在引導(dǎo)學(xué)生分析、判斷帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理能力 學(xué)習(xí)指導(dǎo)一、本章知識(shí)結(jié)構(gòu)二、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析1磁場磁體周圍存在著一種特殊的物質(zhì)，這種物質(zhì)不能用人的感官直接感受到。這種物質(zhì)的顯著特點(diǎn)是：它可以對(duì)其他的磁體(如小磁針)、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。我們稱這種物質(zhì)為磁場。在通電導(dǎo)體周圍、運(yùn)動(dòng)電荷周圍同樣存在著磁場。磁場的基本性質(zhì)，就是對(duì)處在它里面的磁極和電流(運(yùn)動(dòng)著的電荷)有磁場力的作用。我們就是利用這種性質(zhì)來感知磁場的客觀存在，并且用來研究磁場。想一想 以場的形式存在的物質(zhì)還有嗎?有什么

7、顯著特點(diǎn)和基本性質(zhì)?2磁感線(1)磁感線是為了形象地描述磁場而人為地畫出的一些有方向的曲線。磁感線有如下特點(diǎn)：A磁體周圍的磁感線都是從N極出發(fā)，通過空間進(jìn)入S極，在磁體內(nèi)部則是從S極指向N極，磁感線出來多少根，進(jìn)去多少根。B磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。C小磁針靜止時(shí)，其N極指向永遠(yuǎn)和過該點(diǎn)處的磁感線方向一致。D磁感線是無頭無尾的閉合曲線，磁感線不中斷也不相交(注意在磁體內(nèi)部也有磁感線)。(2)下列磁體或電流周圍磁場的形狀、特點(diǎn)要加以記憶。磁體：條形磁鐵、蹄形磁鐵、同名磁極、異名磁極。電流：長直通電導(dǎo)線、環(huán)形電流(通電平面線圈)、通電螺線管。例1 三種常用的電流的磁場的特點(diǎn)及畫法比較。直線

8、電流的磁場：無磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱。畫法如圖所示。 通電螺線管的磁場：兩端分別是N、S極，管內(nèi)部是勻強(qiáng)磁場，管外部是非勻強(qiáng)磁場。畫法如下圖所示。環(huán)形電流的磁場：兩側(cè)是N、S極，離環(huán)心越遠(yuǎn)處磁場越弱。畫法如下圖所示。(3)通過實(shí)驗(yàn)，可以模擬磁感線的空間分布狀況。做一做 嘗試描繪地磁場在教室里的分布情況。3安培定則(1)安培右手定則是描述電流磁場的重要定則。具體應(yīng)用見下圖所示。(2)要熟記和善于運(yùn)用安培定則口訣，即“一握，二轉(zhuǎn)，三畫線，磁感線切向N極轉(zhuǎn)，區(qū)分圖是立體與平面?！崩? 下列關(guān)于磁感線的敘述中，錯(cuò)誤的是A磁感線是用來形象地描述磁場強(qiáng)弱和方向的一些假想曲線B磁感線都是從磁體的

9、N極出發(fā)，到磁體的S極終止C磁感線上某點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的磁場方向相同D直線電流磁場的磁感線，是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上答案：B4安培分子電流假說(1)安培分子電流假說：物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著環(huán)形分子電流。分子電流是由原子內(nèi)部的電子運(yùn)動(dòng)形成的。若某原子中電子運(yùn)動(dòng)如圖所示，那么將電子運(yùn)動(dòng)形成的環(huán)形電流看成微小磁體，其相應(yīng)的N極在圓周下方。(2)安培分子電流假說對(duì)各種磁現(xiàn)象的解釋：分子電流取向雜亂無章時(shí)，物體宏觀上無磁性。分子電流取向大致相同時(shí)，物體宏觀上有磁性。(3)磁鐵的磁場和電流的磁場都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。想一想：我們可用安培定則判定通電螺線管的極性，對(duì)

10、于一個(gè)分子電流，這種方法適用嗎?如何用?一個(gè)小鐵釘原來不具有磁性，當(dāng)一個(gè)磁鐵靠近它時(shí)，卻能把它吸引過來，為什么?這個(gè)現(xiàn)象和摩擦過的琥珀吸引輕小紙片有何異同之處?怎樣解釋有時(shí)雷電過后，一些刀、叉、鋼針就有了磁性?5磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式和有什么區(qū)別和聯(lián)系?(1)與定義電場強(qiáng)度的方法相似，是應(yīng)用磁場對(duì)處在其中的電流有力的作用這一性質(zhì)來定義表征磁場的力的性質(zhì)的物理量。探測電流元IL(即單位長度與電流乘積)垂直于磁場放置時(shí)所受到的磁場勻，即為磁場中該點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。磁感應(yīng)強(qiáng)度與F和IL無關(guān)，由磁場的自身的情況決定。探測電流元的引入，只是使磁場的這種施力特點(diǎn)得以表現(xiàn)和測定而已。既然磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)的是磁

11、場的力的性質(zhì)，其大小也就表達(dá)了磁場的強(qiáng)弱。(2)磁場的強(qiáng)弱也可以用磁感線的疏密來形象地加以描述。如果定義通過某一截面的磁感線的根數(shù)為磁通量，那么通過單位截面積的磁感線根數(shù)，即，自然也應(yīng)該能表達(dá)磁場的強(qiáng)弱，所以，電磁學(xué)中用垂直穿過單位面積上的磁感線根數(shù)定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度，即。由此可見，B不僅可以理解為電流元的受力，還可以理解為磁感線的疏密程度，故磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度。想一想 利用比值定義的物理量還有哪些?(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B用還是用表示，是等效的，單位也是相同的，即1N/(Am)1Wb/m2。(4)應(yīng)用，時(shí)要注意：B、F、I三者相互垂直；S為垂直于B的面積。B的方向就是磁場在該點(diǎn)處的方向，也是磁感

12、線的切線方向。6安培力(1)通電導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力稱為安培力。安培力的大小由FBILsinq 計(jì)算，其中q 為B和I之間夾角。安培力的方向與電流方向、磁場方向的關(guān)系用左手定則確定(如圖)。安培力F的方向總是與B、I所決定的平面垂直。例3 以下說法正確的是A一小段通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場力作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定是零B通電導(dǎo)線受磁場力的條件是電流方向與磁場方向垂直C在磁場中一小段通電直導(dǎo)線受到磁場力但電流方向不跟磁場方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線受的磁場力方向一定垂直于電流方向，而且一定垂直于磁場方向D在磁場中一小段通電直導(dǎo)線所受磁場力方向、該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向以及導(dǎo)線中的電流方向，三者一定互相垂

13、直答案：C例4 如圖是一傾角為a 的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間接有電源，現(xiàn)將一金屬桿ab放在軌道上，且與軌道垂直，同時(shí)在軌道空間加一勻強(qiáng)磁場，使金屬桿能在軌道上保持靜止，則所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向在下圖中哪個(gè)圖所示的范圍內(nèi)均可以滿足要求答案：A、B(2)通電線圈在磁場中可以受力轉(zhuǎn)動(dòng)，據(jù)此可理解磁電式儀表及電動(dòng)機(jī)原理。(3)通電導(dǎo)線和通電線圈，在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向問題，有下列幾種定性分析方法：電流元法：把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則確定每小段電流元所受安培力的方向，再判斷出整段電流所受合力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。特殊位置法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力

14、方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。等效法：環(huán)狀電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵；條形磁鐵也可以等效為通電螺線管；通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)狀電流來分析。利用結(jié)論法：如下列一些結(jié)論：同名磁極相斥，異名磁極相吸。兩電流平行時(shí)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。例5 如下圖甲所示，環(huán)形導(dǎo)線和直導(dǎo)線相互絕緣，且直導(dǎo)線又緊靠環(huán)的直徑。如果直導(dǎo)線被固定不動(dòng)，則兩者通以圖示方向的電流后，分析環(huán)形導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的情況。分析：用電流元法。利用長直電流磁場和環(huán)形導(dǎo)線的對(duì)稱性，在環(huán)形電流上對(duì)稱的取電流元，用左手定則分別判斷出電流元的受力方向，結(jié)果如上圖乙所示。所以環(huán)形導(dǎo)線將向下平移。例6 如下圖甲所示，把一通電直導(dǎo)線放

15、在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中通過如圖所示方向的電流，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況。分析：由磁場和長直電流的對(duì)稱性，取電流元Il上圖乙，用左手定則判斷出左側(cè)電流元受力垂直紙面向外，右側(cè)電流元受力垂直紙面向里。即長直導(dǎo)線將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，俯視看為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流與磁場的方向關(guān)系要發(fā)生變化，導(dǎo)致受力方向會(huì)發(fā)生改變，因而選特殊位置找到受力方向改變的規(guī)律，如上圖丙，在長直電流垂直于紙面時(shí)，可判斷受力方向向下，進(jìn)而推斷長直導(dǎo)線發(fā)生俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并向下移動(dòng)。想一想 你能否總結(jié)出通電導(dǎo)體僅在磁場力的作用下判斷運(yùn)動(dòng)方向的其他方法?你認(rèn)為下述說法成立嗎?通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)方向的一個(gè)共同的重要特

16、點(diǎn)：原靜止的通電導(dǎo)體(磁體也一樣)如果因在磁場中受到磁場力的作用而運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果總是使通電導(dǎo)體(或磁體)本身產(chǎn)生的磁感線的方向趨向于和外磁場的磁感線方向相同，并且有加強(qiáng)原磁場的趨勢(shì)。7洛倫茲力(1)磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力(F洛)。(2)洛倫茲力的方向：用左手定則確定，伸開左手，讓磁感線垂直進(jìn)入手心，四指指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向(或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向)，那么拇指所指方向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向。(3)洛倫茲力的大?。寒?dāng)電荷速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直時(shí)，F(xiàn)洛qvB當(dāng)B與v平行時(shí)，不受洛倫茲力(F洛0)。當(dāng)電荷靜止時(shí)，電荷不受洛倫茲力(F洛0)。(4)洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度v

17、垂直，故洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功。想一想：一個(gè)帶電粒子以速度v進(jìn)入某磁場后，受到磁場力F洛。在判斷F洛、v和B三個(gè)矢量的關(guān)系時(shí)，方向垂直的矢量有哪些?哪兩個(gè)矢量之間可以有任意角度?如果一個(gè)電子在通過空間某個(gè)區(qū)域時(shí)不偏轉(zhuǎn)，我們是否能肯定在該區(qū)域中沒有磁場?如果一個(gè)電子在通過空間某個(gè)區(qū)域時(shí)發(fā)生側(cè)向偏轉(zhuǎn)，我們是否能肯定在該區(qū)域中有磁場?帶電粒子以一定速度v進(jìn)入電場E和磁場B共同存在的空間，若v、E、B彼此相互垂直，試分析帶電粒子受到的作用力的方向及運(yùn)動(dòng)情況。8帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行，此時(shí)不受洛倫茲力，略去粒子的重力，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)垂直射入勻強(qiáng)磁場

18、中的帶電粒子，只在洛倫茲力F洛qvB作用下，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，如圖所示。由F洛充當(dāng)向心力，即，可得到運(yùn)動(dòng)半徑：又由勻速圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到運(yùn)動(dòng)周期：(3)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定圓心的確定：由于洛倫茲力F洛指向圓心，根據(jù)F洛v，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入磁場的點(diǎn)和射出磁場的點(diǎn))的F洛的方向，其延長線的交點(diǎn)即為圓心。半徑的確定和計(jì)算：一般是利用幾何知識(shí)，常用解三角形的方法。在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：利用圓心角和弦切角的關(guān)系，計(jì)算出圓心角q 的大小，由公式 (q 的單位為度)或(q 的單位為弧度)可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。例7 一電子以速度v0與x軸成q 角射

19、入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，最后從x軸上的P點(diǎn)飛出磁場，如下圖甲所示，則OP_。電子由O點(diǎn)射入到落到P點(diǎn)所需時(shí)間t_。(已知電子電量e和電子質(zhì)量m)分析與解：OP為電子進(jìn)入磁場后圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的弦，OP的中垂線與垂直于初速度的直線的交點(diǎn)為軌跡的圓心O，畫出半徑R，q 為弦切角，圓心角為2q 。由上圖乙得OP2Rsinq 又因?yàn)槁鍌惼澚Τ洚?dāng)向心力所以 由勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律有和得想一想：垂直射入勻強(qiáng)磁場中的帶電粒子，只在洛倫茲力F洛qvB作用下，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是否帶電粒子的速度v越大，軌道半徑R就越大?周期T也就越長?質(zhì)譜儀是如何利用磁場和電場來改變和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)的?回旋加速器是如何利用磁場

20、和電場來改變和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)的?三、探究與拓展做一做1找一些鐵屑放在紙上，再把一條鋼棒(或一塊長條鋼板)的一端靠近鐵屑，它并不吸引鐵屑，說明它不是磁體。然后，把鋼棒按南北方向放好，再用鐵錘猛力敲它幾下?，F(xiàn)在再把它的一端靠近鐵屑，你會(huì)發(fā)現(xiàn)鋼棒能吸引鐵屑了(見左下圖)。2不論是通電的直導(dǎo)線，還是通電的螺線管，在它的周圍都能產(chǎn)生磁場。現(xiàn)在要你繞一個(gè)通電以后不產(chǎn)生磁場的線圈，你會(huì)嗎?具體繞法是：找一個(gè)圓紙筒，一段漆包線。把漆包線從中間對(duì)折回來(不能折斷)，然后把雙股線并繞在圓紙筒上，繞成線圈。給線圈接上電池，用細(xì)線吊個(gè)小磁針在線圈周圍移動(dòng)，你將會(huì)發(fā)現(xiàn)磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明線圈周圍確實(shí)沒有磁場(見圖

21、)。3做個(gè)有趣的游戲：把十幾根縫衣針沿同一方向磁化后，用線穿起來，并把針尾集結(jié)于一點(diǎn)(松緊要合適)。結(jié)果針會(huì)自動(dòng)散開，好像一朵開放的菊花。你能解釋其中的道理嗎?讀一讀地磁場的應(yīng)用地球是一個(gè)巨大的磁體，在它的周圍存在地磁場。指南針總是指向南、北的事實(shí)，是地球磁場存在的最有力的證據(jù)。地磁場分布見右圖。1地磁發(fā)電據(jù)報(bào)道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯號(hào)”航天飛機(jī)進(jìn)行了一次衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)。航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000km處自東向西飛行，相對(duì)地面的速度大約6.5103m/s。從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20km，電阻為800W 的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁

22、感線運(yùn)動(dòng)。假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度約為4105T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同。根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過電離層(由等離子體組成)的作用，懸繩上可產(chǎn)生大約3A的感應(yīng)電流。計(jì)算表明：懸繩產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)可達(dá)到5200V，懸繩兩端的電壓為2800V。航天飛機(jī)繞地球一周懸繩輸出的電能為7.6108J。實(shí)驗(yàn)取得了部分成功。2地磁探礦地磁場的變化有一定的規(guī)律性。比如在我國境內(nèi)，每向北走14米，地磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化約為一億分之幾特。小范圍內(nèi)地磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁傾角幾乎沒有什么變化但是，有時(shí)地磁場的變化非常明顯，有的地方會(huì)出現(xiàn)磁針反?，F(xiàn)象，磁針不再指向南北方向。在某些山區(qū)，磁針甚至變成直立

23、狀態(tài)。這種地磁場的劇變稱作地磁異常。顯然，出現(xiàn)地磁異常的區(qū)域，地下一定蘊(yùn)藏著豐富的磁鐵礦。3地磁預(yù)報(bào)地殼中的巖石，有許多是具有磁性的。地震發(fā)生時(shí)，這些巖石受力變形，它的磁性也隨之變化。在強(qiáng)烈地震前夕，地磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁傾角等都會(huì)發(fā)生變化，造成局部地磁異常，這就是所謂的“震磁效應(yīng)”。掌握了震磁效應(yīng)的規(guī)律，利用測量儀器監(jiān)測地磁變化，就可以根據(jù)震磁效應(yīng)對(duì)地震做出較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。4解釋自然現(xiàn)象當(dāng)太陽黑子活動(dòng)劇烈的時(shí)候，太陽噴射出大量兆電子伏能量級(jí)的帶電粒子(電子、質(zhì)子、離子等)。這些帶電粒子在掠過地球時(shí)，有許多被地磁場“捕獲”。帶電粒子掠過地球時(shí)形成的磁場造成地磁場和地球外圍電離層的劇烈變化，從而出現(xiàn)無線

24、電短波衰減和通訊中斷等異?，F(xiàn)象，這就是所謂的地磁暴。地磁場洛倫茲力對(duì)保護(hù)地球上生命起著很大的作用。從太陽和宇宙空間來的高能量帶電粒子大量向地球傾瀉，如果到達(dá)地面，所有生命就不可能存在。但是地球的磁場對(duì)這些粒子來說，就像一個(gè)奇怪的陷阱，粒子的軌道在里面就像螺旋線似的卷在一起，并且偏離了原來的軌道。較為準(zhǔn)確的觀察和測量證明，這些粒子在地球的南北極之間沿著像圖中那樣的螺旋線運(yùn)動(dòng)。一直到它們的能量在大氣層中碰撞損失掉為止。這個(gè)輻射環(huán)帶叫做阿倫(Allen)帶(下圖)。第一節(jié) 磁現(xiàn)象和磁場第二節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度1奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了( C )A磁場的存在B磁場具有方向性C通電導(dǎo)線周圍存在磁場D磁體間有相互作用2

25、以下說法中，正確的是(A )A磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B電流與電流的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 C磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的D磁場和電場是同一種物質(zhì)3磁場中的任一點(diǎn)的磁場方向規(guī)定為：小磁針在磁場中( B D )A受磁場力的方向BN極受磁場力的方向CS極受磁場力的方向D靜止時(shí)N極所指方向4對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解有如下幾種說法，其中正確的是( D )A磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場力F成正比，和檢驗(yàn)電流元IL之乘積成反比B在檢驗(yàn)電流元不受磁場力處，磁感應(yīng)強(qiáng)度必為零C磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向也就是檢驗(yàn)電流元所受磁場力的方向D磁場中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向是一定的，與檢驗(yàn)電流元IL無關(guān)5下列

26、說法中正確的是(AC )A電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度為零B一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C表征電場中某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱，是檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值D表征磁場中某點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱，是小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場力與該小段導(dǎo)體長度和電流乘積的比值6根據(jù)定義式，下列說法正確的是(D )AB的大小與F成正比，與L、I成反比BB的方向由F的方向所決定C處在磁場中的通電導(dǎo)線L，在任何情況下所受磁場力F與L、I之比都恒定，且不為零D只有當(dāng)B與L垂直時(shí)，定義式才有意義7磁體之間通過磁體周圍的_發(fā)生相互作用。7磁場8丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)

27、了_，著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)是把導(dǎo)線沿南北方向放置在指南針上方，通電時(shí)_。8電流的磁效應(yīng)，磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了9某地地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量是3.0105T，豎直分量是4.0105T，則地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B_，B與水平方向的夾角為_。95.0105T，53第三節(jié) 幾種常見磁場1關(guān)于磁感線，以下說法中正確的是( AD )A磁感線是一系列不相交的閉合曲線B磁感線是客觀存在的線，可以用實(shí)驗(yàn)證明它的存在C磁感線總是從磁體N極出發(fā)終止于磁體的S極D磁感線可以直觀形象地反映出磁場的方向和強(qiáng)弱2下列說法正確的是( D )A直線電流周圍的磁感線和點(diǎn)電荷周圍的電場線是相同形狀的曲線B小磁針只受磁場力作用時(shí)，將沿磁感線運(yùn)

28、動(dòng)C磁感線是通電導(dǎo)體受到的磁場力的作用線D磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場方向相同3指南針靜止時(shí)，其位置如圖中虛線所示。若在其上方放置一水平方向的導(dǎo)線，并通以恒定電流，則指南針轉(zhuǎn)向圖中實(shí)線所示位置。據(jù)此可能是( B )A導(dǎo)線南北放置，通有向北的電流B導(dǎo)線南北放置，通有向南的電流C導(dǎo)線東西放置，通有向西的電流D導(dǎo)線東西放置，通有向東的電流4一束帶電粒子沿水平方向飛過懸掛著的可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針的正下方，如圖所示，磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這束帶電粒子可能是(B )A向右飛行的電子束B向右飛行的正離子束C向左飛行的正離子束D向右飛行的負(fù)離子束5如圖所示，帶負(fù)電的橡膠環(huán)繞軸OO以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)

29、左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是(C )AN極豎直向下BN極豎直向上CN極沿軸線向左DN極沿軸線向右6如下圖，在通電螺線管中，放有兩個(gè)小磁針，當(dāng)小磁針靜止時(shí)，N極指向正確的是( D )7安培定則是用來判斷_的法則。安培定則用于通電螺線管時(shí)，彎曲的四指表示_的方向，大拇指表示_的方向，即大拇指指向通電螺線管的_極。7電流方向與磁場方向之間的關(guān)系；線圈中的電流；螺線管內(nèi)部磁感線；N8用鉛筆畫出以下磁場磁感線的分布情況。9按要求填畫：立體圖橫截面圖縱截面圖在平面上畫磁感線1標(biāo)出電流方向2畫磁感線畫磁感線畫磁感線根據(jù)左圖畫左視的磁感線分布1標(biāo)出電流方向2畫磁感線根據(jù)左圖畫左視的磁感線分布1標(biāo)出電流方

30、向2畫磁感線10離開你向前運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子流產(chǎn)生的磁場是怎樣的?向著你運(yùn)動(dòng)的電子流產(chǎn)生的磁場是怎樣的?試畫圖表示。11豎直放置的直導(dǎo)線中通以向下的電流，在導(dǎo)線的正東方某處，該導(dǎo)線的磁場方向是_。 11正南方 12關(guān)于分子電流，下面說法中正確的是( BC )A分子電流假設(shè)最初是法國學(xué)者法拉第提出的B分子電流假設(shè)揭示了磁鐵的磁場與電流的磁場具有共同的本質(zhì)，即磁場都是由電荷的運(yùn)動(dòng)形成的C“分子電流”是指原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在的一種環(huán)形電流D分子電流假設(shè)無法解釋加熱“去磁現(xiàn)象”13關(guān)于磁通量的概念，下面正確的說法有( C )A磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，其中線圈的面積越大，則穿過線圈的磁通量也越大B放

31、在磁場中某處的一個(gè)平面，穿過它的磁通量為零，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C磁通量的變化不一定是由磁場的變化而產(chǎn)生D磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，放在該處的線圈的面積也不變，則磁通量一定不變14如圖所示，矩形線圈abcd放在磁感應(yīng)強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場中，線圈面積為0.05m2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.06T。(1)當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時(shí)，穿過線圈的磁通量是_。(2)將線圈平面繞OO軸轉(zhuǎn)過60時(shí)，穿過線圈的磁通量為_。143.0103Wb，1.5103Wb單元練習(xí)(一)1以下哪些地方存在磁場( ABD )A磁鐵周圍的空間B磁鐵內(nèi)部C靜止的帶電體周圍的空間D一束電子射線周圍的空間2磁體與磁體間、磁體和電流間、電流和

32、電流間相互作用的示意圖正確的是( ABD )A磁體磁場磁體B磁體磁場電流C電流電場電流D電流磁場電流3磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向(AC )A與放在該點(diǎn)的小磁針北極受力方向相同B與放在該點(diǎn)的小磁針北極所指的方向相同C與通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同D與垂直于該點(diǎn)的磁場方向放置的通電直導(dǎo)線所受的磁場力的方向相同4有關(guān)磁感線的敘述，錯(cuò)誤的是( ABD )A直線電流的磁感線是以通電導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，在跟導(dǎo)線垂直的同一面上的磁感線彼此距離相等B直線電流的磁感線是閉合曲線，而磁鐵的磁感線起于N極，終于S極，不是閉合曲線C勻強(qiáng)磁場的磁感線是均勻分布的平行直線D非勻強(qiáng)磁場的磁感線是分布不均勻的曲線，可

33、以相交5在如圖中，只畫出了某磁場中的一條磁感線，由此可以判定( AD )A磁感線上a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定相同Ba點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大于b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度Cc點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定與a點(diǎn)的相同Dc點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能與a點(diǎn)的相等6有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，電子流在z軸上的P點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場方向是沿( A )Ay軸正方向By軸負(fù)方向Cz軸正方向Dz軸負(fù)方向7如圖所示，在A點(diǎn)的東、西、南、北方向相同距離處，各有一無限長直線電流，電流大小相同，方向如圖，則A點(diǎn)的磁場方向?yàn)? D )A正北方B東南方C正東方D正南方8磁鐵在高溫下或者受到敲擊時(shí)會(huì)失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原

34、因是( D )A分子電流消失B分子電流的取向變得大致相同C分子電流的強(qiáng)度減弱D分子電流的取向變得雜亂9如圖所示為電視機(jī)顯像管偏轉(zhuǎn)的示意圖，圓環(huán)上的偏轉(zhuǎn)線圈通以圖示方向的電流時(shí)，圓心O處的磁場方向?yàn)? A )A向下B向上C垂直紙面向里D垂直紙面向外10如圖所示，線圈通電后，在其內(nèi)部C點(diǎn)放置的小磁針的N極，指向線圈的A端，可以判定線圈中的電流是從_端流入，線圈正上方的小磁針靜止時(shí)D端為_極。10 B；S 11在下圖所示的磁場中，與磁場方向垂直放置的一個(gè)含有鐵芯的小螺線管，當(dāng)螺線管通電時(shí)，它的P端向紙里運(yùn)動(dòng)，Q端向紙外運(yùn)動(dòng)，試標(biāo)出螺線管的電流方向。11略 12有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向所在的直

35、線成a 角，如圖所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量為多少? 12BSsina 第四節(jié) 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力1放在勻強(qiáng)磁場中的通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直。電流強(qiáng)度I，導(dǎo)線長度L，磁感應(yīng)強(qiáng)度B和導(dǎo)線所受磁場力F，它們四個(gè)量之間(B )AB由F、I、L來決定BF由B、I、L來決定CI由B、F、L來決定DL由B、F、I來決定2下列說法正確的是( AB )A安培力的方向一定垂直于磁場方向B安培力的方向一定垂直于電流方向C電流方向一定垂直于磁場方向D電流的方向有可能與安培力方向平行3如圖所示，表示通電導(dǎo)線在磁場內(nèi)受磁場力作用時(shí)F、I、B三者方向的關(guān)系，其中正確的是( D )4如圖，a

36、b和cd是兩根可以自由移動(dòng)的平行導(dǎo)線。用直流電源給它們同時(shí)供電(A D )A當(dāng)a、c接正極，b、d接負(fù)極時(shí)，它們相互吸引B當(dāng)a、c接負(fù)極，b、d接正極時(shí)，它們相互排斥C當(dāng)a、d接正極，b、c接負(fù)極時(shí)，它們相互吸引D當(dāng)a、d接負(fù)極，b、c接正極時(shí)，它們相互排斥5如圖，A是一個(gè)通以逆時(shí)針方向電流的通電圓環(huán)，MN是一段直導(dǎo)線，它水平地放在環(huán)中并與環(huán)共面，當(dāng)有電流i從N流向M時(shí)，MN所受的安培力的方向是( A )A沿紙面向上B沿紙面向下C垂直于紙面向外D垂直于紙面向內(nèi)6如圖所示，正方形線圈有一半處在勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場垂直。當(dāng)線圈中通以順時(shí)針方向的電流時(shí)，線圈將( C )A向上平動(dòng)B向下平動(dòng)C向

37、左平動(dòng)D向右平動(dòng)7如圖所示，在用軟線懸掛的圓形線圈近旁有一水平放置的條形磁鐵，線圈平面與磁鐵的中軸線重合，當(dāng)線圈通以順時(shí)針方向的電流后(D )A線圈向左擺動(dòng)靠近磁鐵B線圈向右擺動(dòng)遠(yuǎn)離磁鐵C從上往下看，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵D從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵8如圖所示，KN和LM是同心圓弧，其圓心是O，在O處垂直于紙面放置一載流長直導(dǎo)線，電流方向垂直于紙面向外，用一根導(dǎo)線圍成圖中KLMN所示的回路，當(dāng)在回路中通以沿圖示方向的電流I2時(shí)，此時(shí)回路( C )A將向右移動(dòng)B將在紙面內(nèi)繞通過O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)C各邊所受安培力：KL邊受力垂直于紙面向外，MN邊受力垂直于紙面向里，LM和K

38、N邊不受力D各邊所受安培力：LM和KN邊不受力，KL邊受力與NM邊受力方向與C中所述的相反9如圖所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣線水平吊起通電直導(dǎo)線A。A與螺線管垂直，“”表示導(dǎo)線中的電流方向垂直于紙面向外。電鍵S閉合后，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是( D )A水平向左B水平向右C豎直向下D豎直向上10一根通電直導(dǎo)線放在水平面上，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向上。在下述各種情況下，導(dǎo)線受到的磁場力的大小如何變化?(在括號(hào)中填“變大”、“變小”、“不變”)(1)將導(dǎo)線在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)過90( )(2)將磁場方向變?yōu)樨Q直向下( )(3)將導(dǎo)線的一端抬起一些( )(4)將導(dǎo)線變?yōu)?/p>

39、豎直方向，同時(shí)磁場變?yōu)樗椒较? )(5)將導(dǎo)線水平沿東西方向放置，磁場沿水平向北( )10(1)不變 (2)不變 (3)變小 (4)不變 (5)不變11如圖中的天平可以測出線圈ab邊所處勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B的大小。設(shè)ab邊水平，長度為L，通以由a向b的電流I 時(shí)，左盤砝碼質(zhì)量為m1，天平平衡；僅將電流方向改為由b向a時(shí)，天平左盤砝碼質(zhì)量為m2天平才平衡。可知被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為( D )ABCD12把一個(gè)可以繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤放在水平方向的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的方向與鋁盤平面垂直，盤的下邊浸在水銀槽內(nèi)，將轉(zhuǎn)軸和水銀用導(dǎo)線直接連在電源的兩極上，如圖所示，則下列說法正確的是( B )A由于磁場

40、對(duì)電流的作用，鋁盤將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B由于磁場對(duì)電流的作用，鋁盤將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C將電源兩極對(duì)調(diào)，鋁盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不會(huì)改變D將電流及磁場方向同時(shí)改變，鋁盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變13關(guān)于磁電式電流表，下列說法中正確的有(BCD )A電流表的線圈處于勻強(qiáng)磁場中B電流表的線圈處于均勻輻向磁場中C電流表的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安培力大小不變D電流表的指針的偏轉(zhuǎn)角與所測電流成正比14在勻強(qiáng)磁場中有一通電導(dǎo)體水平放置，如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.02T，導(dǎo)體的單位長度的質(zhì)量為1.4105kg/m，為使該導(dǎo)體懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，則通過導(dǎo)體的電流的大小為_，方向?yàn)開。14I6.86103A，從a向b 15如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間

41、距10 cm與電源連通。導(dǎo)軌平面與水平面成30角，導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為0.2kg的金屬棒MN。當(dāng)金屬棒上通過10A的電流時(shí)，為使其能靜止在導(dǎo)軌上，需在導(dǎo)軌所在空間加一勻強(qiáng)磁場。若要磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，所加磁場方向如何?磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?(g取10m/s2)151T，垂直于導(dǎo)軌斜向下 16如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，放在豎直向上的磁場中，一根質(zhì)量為3.6kg，有效長度2m的金屬棒放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí)，金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬棒中的電流強(qiáng)度增大到8A時(shí)，金屬棒能獲得2m/s2的加速度，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?16B1.2T第五節(jié) 磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1如圖所示，電子射

42、線管(A為其陰極)，放在蹄形磁軼的N、S兩極間，射線管的AB兩極分別接在直流高壓電源的_極和_極。此時(shí)，熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)徑跡_偏轉(zhuǎn)。(填“向上”、“向下”“不”)。1負(fù) 正 向下 2下面各圖分別表示一個(gè)帶電粒子在磁場中某時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況，請(qǐng)說明該粒子的偏轉(zhuǎn)方向，(填“向上偏”、“向下偏”、“向左偏”、“向右偏”、或“不偏轉(zhuǎn)”)電子，速度向右，則_。正電荷，在線圈中間速度水平向右，則_。正電荷，垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)，則_。2向下；不偏轉(zhuǎn)；向左 3電子以初速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，則( BD )A磁場對(duì)電子的作用力是恒力B磁場對(duì)電子的作用力不做功C電子的動(dòng)量保持不變D電子的動(dòng)能保持不變4電荷q以速

43、度v通過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中的某點(diǎn)，在此瞬間，它所受的洛倫茲力為F。如果發(fā)生下列變化之一，洛倫茲力F將有什么變化?(1)電荷q變?yōu)閝；(2)電荷q的速度v變?yōu)関：(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變?yōu)锽；(4)電荷q變?yōu)閝，且速度v變?yōu)関。4(1)F大小不變，反向 (2)F大小不變，反向(3)F大小不變，反向 (4)F大小方向均不變 5如下圖所示，一束正離子從S點(diǎn)沿水平方向射出，在沒有電場、磁場時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點(diǎn)O。若同時(shí)加上電場和磁場后，正離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的象限中，則所加電場E和磁場B的方向可以是(不計(jì)重力和其他力)( D )AE向上，B向上BE向下，B向下CE向上，B向下DE向下，

44、B向上6測得一太陽黑子的磁場B為0.4T，當(dāng)電子以5.0107cm/s的速度垂直于B運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的洛倫茲力有多大?已知電子電荷e1.61019C。63.21014N7速度選擇器內(nèi)有正交的勻強(qiáng)磁場B和勻強(qiáng)電場E，如下圖所示。一束離子(電量q，質(zhì)量m)水平地由小孔進(jìn)入場區(qū)。進(jìn)入場區(qū)的正離子受到的電場力大小為_，磁場力大小為_，路徑不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的離子一定滿足_，即能沿直線通過速度選擇器的帶電粒子必須是速度為_的粒子，與它_和_、_均無關(guān)。7qE，qvB，qEqvB，E/B，m，q，電荷正負(fù)單元練習(xí)(二)1下列說法正確的是( D )A磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于S極B磁場的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中某點(diǎn)

45、受磁場作用力的方向C沿磁感線方向，磁場逐漸減弱D磁場強(qiáng)的地方同一通電導(dǎo)體受的安培力可能比在磁場弱的地方受的安培力小2帶電粒子(不計(jì)重力)可能出現(xiàn)的情景有( )在磁場中處于平衡狀態(tài)在電場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在勻強(qiáng)磁場中做勻加速運(yùn)動(dòng)在勻強(qiáng)電場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)ABCD3如圖所示，兩根相互平行放置的長直導(dǎo)線a和b通有大小相等、方向相反的電流，a受到磁場力的大小為F1，當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后，a受到的磁場力大小變?yōu)镕2則此時(shí)b受到的磁場力大小為( A )AF2BF1F2CF1F2D2F1F24每時(shí)每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，地球磁場可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)射線粒子的運(yùn)動(dòng)方

46、向，使它們不能到達(dá)地面。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來(如圖，地球由西向東轉(zhuǎn)，虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸，上方為地理北極)，在地球磁場的作用下，它將向什么方向偏轉(zhuǎn)?( A)A向東B向南C向西D向北5如圖所示，若將勻強(qiáng)磁場中的一段通電導(dǎo)線在紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)過q 角，則它受到的磁場力的大小將( C )A增大B減小C不變D條件不足，無法確定6如圖所示，軟鐵芯上繞著兩個(gè)匝數(shù)相同的線圈P和Q，為了使圖中通電導(dǎo)線L(其電流方向已在圖中標(biāo)明)受到向上的磁場力F的作用，線圈P、Q的端點(diǎn)a、b和c、d與電源正、負(fù)極e、f連接的順序應(yīng)是( C )Aea，bc，dfBea，bd，cfCeb，ac，dfDeb，

47、ad，cf7長L60cm，質(zhì)量為m6.0102kg，粗細(xì)均勻的金屬棒，兩端用完全相同的彈簧掛起，放在磁感強(qiáng)度為B0.40T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如下圖，若不計(jì)彈簧重力，求：(1)要使彈簧不伸長，金屬棒中電流的大小和方向如何?(2)如在金屬中通入自左向右、大小為I0.20A的電流，與彈簧原長相比金屬棒下降x11.0cm，若通入金屬棒中的電流仍為0.20A，但方向相反，這時(shí)金屬棒下降了多少?(g取10m/s2)7(1)I2.5A方向向右 (2)x21.2cm 8如圖所示，為實(shí)驗(yàn)用磁流體發(fā)電機(jī)原理圖，兩板間距d20cm，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B5T，若接入額定功率P100W的燈，正好正常發(fā)光，且

48、燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻R100W ，不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)阻。求等離子體的流速。 8.100m/s第六節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(上)1將空心線圈通以大小和方向改變的電流，由某一端沿軸線方向射入一束電子流，則電子在線圈內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況是(B )A簡諧運(yùn)動(dòng)B勻速直線運(yùn)動(dòng)C勻變速直線運(yùn)動(dòng)D勻速圓周運(yùn)動(dòng)2如下圖所示，有三束粒子，分別是質(zhì)子(p)、氚核(H)和a 粒子束，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場，(磁場方向垂直紙面向里)下面四個(gè)圖中，哪個(gè)圖正確的表示出這三束粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡?( C )3質(zhì)子和a 粒子在同一勻強(qiáng)磁場中做半徑相同的圓周運(yùn)動(dòng)，由此可知質(zhì)子的動(dòng)能E1和a 粒子的動(dòng)能E2之比E1E2等

49、于( B )A41B11C112 D214質(zhì)量和帶電量都相同的兩個(gè)粒子，以不同的速率垂直于磁感線方向射入勻強(qiáng)磁場中，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中、所示，粒子的重力不計(jì)，下列對(duì)兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v和在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t及運(yùn)動(dòng)周期T、角速度的說法中正確的是( D )Av1v2Bt1t2CT1T2Dw 1w 25在半徑為r的圓形空間內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，O為圓心。一帶電粒子以速度v從A沿半徑方向入射，并從C點(diǎn)射出，如圖所示，已知AOC120，若在磁場中粒子只受洛倫茲力作用，則粒子在磁場中運(yùn)行的時(shí)間( D )ABCD6帶電粒子穿過過飽和蒸汽時(shí)，在它走過的路徑上，過飽和蒸汽便凝結(jié)成小液滴，從而使得它運(yùn)動(dòng)的軌跡(徑跡)

50、顯示出來，這就是云室的原理。今在云室中有B1T的勻強(qiáng)磁場，觀測到一個(gè)質(zhì)子的徑跡是圓弧，半徑r為20cm。已知質(zhì)子的電荷為1.61019C，質(zhì)量為1.671027kg，求它的動(dòng)能。6約3.11013J(約2.0106eV)7 在x軸上方有勻強(qiáng)磁場B0.8T，方向垂直紙面向里，如下圖所示。一質(zhì)量m9.01015kg、帶負(fù)電q1.51010C的粒子以速度v02.0103m/s從坐標(biāo)原點(diǎn)O以與x軸正方向間夾150角的方向射入磁場。試確定它在磁場中回旋后穿過x軸飛出磁場時(shí)所經(jīng)位置P的坐標(biāo)值。70.15m 70.15m 8 如圖有一個(gè)寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界磁場。方向垂直于紙面向里。有一帶電量為q，

51、質(zhì)量為m的帶電粒子垂直于磁場邊界射入磁場。 問(1)要使粒子從右側(cè)飛出磁場，速率至少為多少?(2)要使粒子從右側(cè)飛出磁場，最長的時(shí)間是多少? 8Bqd/m pm/2Bq9如下圖所示，等離子體以相同的速率v從孔O垂直ad和磁場方向射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場區(qū)域是邊長為L的正方形，O是ad邊的中點(diǎn)，等離子體在b、c間射出磁場，試推導(dǎo)等離子的比荷q/m與v、B、L的關(guān)系。9 10如下圖所示的矩形abcd范圍內(nèi)有垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，且ab長度為L，現(xiàn)有比荷為q/m的正離子在a處沿ab方向射入磁場，求離子通過磁場后的橫向偏移y和偏向角(設(shè)離子剛好從C點(diǎn)飛出，粒子的速度為v)。10. 第六節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(下)1質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。電荷電量相同質(zhì)量有微小差別的帶電粒子，經(jīng)過相同的加速電壓U加速后，垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場B，它們?cè)趧驈?qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qU和求得：r_，因此，根據(jù)帶電粒子在磁場中_，就可判斷帶電粒子質(zhì)量的大小，如果已知電量，測出_，就可求出帶電粒子的_。1，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小，半徑，質(zhì)量2如圖所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶等量同種電荷，質(zhì)量為mam