高三物理人教版選修磁場全章節(jié)復習學案以及測試題含部分答案

1、選修3-1 第三章 磁場 第一節(jié) 磁場及磁場對電流的作用 班別 姓名 學號 學習目標：1.掌握磁場、磁感應強度、磁通量的基本概念，會用磁感線描述磁場.2.掌握安培定則、左手定則的應用.3.掌握安培力的概念及在勻強磁場中的應用.學習重難點：安培定則、左手定則的應用；解決與安培力有關的實際問題。復習交流1磁感應強度是一個矢量磁場中某點磁感應強度的方向是()A正電荷在該點所受力方向B沿磁感線由N極指向S極C小磁針N極或S極在該點的受力方向D在該點的小磁針靜止時N極所指方向 2、關于磁感線和電場線，下列說法中正確的是A、磁感線是閉合曲線，而靜電場線不是閉合曲線B、磁感線和電場線都是一些互相平行的曲線C

2、、磁感線起始于N極，終止于S極；電場線起始于正電荷，終止于負電荷 D、磁感線和電場線都能分別表示磁場和電場的方向和大小，都是客觀存在的。3、下列說法中正確的是( )A.電荷在某處不受到電場力的作用，則該處的電場強度為零B.一小段通電導線在某處不受到磁場力的作用，則該處的磁感應強度一定為零C.把一個試探電荷放在電場中的某點，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱D.把一小段通電導線放在磁場中某處，它受到的磁場力與該小段通電導線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱小結：（1）磁場的方向：小磁針靜止時_所指的方向（2）磁感線的疏密表示 ，磁感線的切線方向表示 。以條線磁體為例，外部

3、的磁感線從 到 ，內部的磁感線從 到 ，因此磁感線是 曲線。（3）磁感應強度是一個用來描述磁場的_的物理量，大?。築_(通電導線垂直于磁場)圖1-14在圖11中，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針的上方時，磁針的S極向紙內偏轉這一帶電粒子束可能是A向右飛行的正離子束 B向紙內飛行的正離子束C向右飛行的負離子束 D向紙內飛行的負離子束5、如圖所示，環(huán)形導線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關S后，三只小磁針N極的偏轉方向是（ ）A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里小結：電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點無磁極、非勻強且距導線越遠處磁場

4、_與_磁鐵的磁場相似，管內為_磁場且磁場_，管外為_磁場環(huán)形電流的兩 側是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠，磁場_安培定則立體圖橫截面圖6.一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時懸線上有拉力.為了使拉力等于零，可( )A.適當減小磁感應強度 B.使磁場反向C.適當增大電流強度 D.使電流反向7.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則()Aa、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbC同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導線放在a處受力一定比放在b

5、處受力小小結：（1）安培力的大?。寒敶鸥袘獜姸菳的方向與導線方向成角時，F_，這是一般情況下的安培力的表達式，以下是兩種特殊情況：(1)當磁場與電流_時，安培力最大，FmaxBIL.(2)當磁場與電流_時，安培力等于零（2）判斷安培力的方向根據 定則：伸開左手，使拇指與其余四指_，并且都與手掌在同一個平面內讓磁感線從掌心進入，并使四指指向_的方向，這時_所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向鞏固練習 任務一、安培定則的應用和磁場的疊加1.通電螺線管內有一在磁場力作用下處于靜止的小磁針，磁針指向如圖所示( )A.螺線管的P端為N極，a接電源的正極B.螺線管的P端為N極，a接電源的負極C.

6、螺線管的P端為S極，a接電源的正極D.螺線管的P端為S極，a接電源的負極2、如圖所示，兩根非常靠近且互相垂直的長直導線，當通以如圖所示方向的電流時，電流所產生的磁場在導線所在平面內的哪個區(qū)域內方向是一致且向里的（ ）A、區(qū)域 B、區(qū)域 C、區(qū)域 D、區(qū)域3.如圖所示，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()AO點處的磁感應強度為零Ba、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應

7、強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應強度的方向不同4.如圖所示,三根通電長直導線P、Q、R互相平行,垂直紙面放置,其間距均為a,電流均為I,方向垂直紙面向里(已知電流為I的長直導線產生的磁場中,距導線r處的磁感應強度B=kI/r,其中k為常數)。某時刻有一電子(質量為m、電荷量為e)正好經過原點O,速度大小為v,方向沿y軸正方向,則電子此時所受磁場力為(    ) A.方向垂直紙面向里,大小為 B.方向指向x軸正方向,大小為 C.方向垂直紙面向里,大小為 D.方向指向x軸正方向,大小為 任務二、與安培力有關的力學問題：5、在圖中，標出磁場B的方向，

8、通電直導線中電流I的方向，以及通電直導線所受磁場力F的方向，其中正確的是( )6.一根容易形變的彈性導線,兩端固定。導線中通有電流,方向如圖中箭頭所示。當沒有磁場時,導線呈直線狀態(tài);當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時,描述導線狀態(tài)的四個圖示中正確的是(    ) 7.(2019天津理綜,2,6分)如圖所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛,處于豎直向上的勻強磁場中,棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下列某一個條件,角的相應變化情況是()A.棒中的電流變大,角變大 B.兩懸線等長變短,角變小C

9、.金屬棒質量變大,角變大 D.磁感應強度變大,角變小8.如圖所示，把一通電導線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動當導線通過電流I時，如果只考慮安培力的作用，則從上往下看，導線的運動情況是 ()A順時針方向轉動，同時下降 B順時針方向轉動，同時上升C逆時針方向轉動，同時下降 D逆時針方向轉動，同時上升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繩水平吊起通電直導線A，A與螺線管垂直，A導線中的電流方向垂直紙面向里，開關S閉合，受到通電螺線管磁場的作用力的方向是()A水平向左 B水平向右C豎直向下 D豎直向上10用兩根細線把兩個完全相同的圓形導線環(huán)懸掛起來，讓二者等高平

10、行放置，如圖所示當兩導線環(huán)中通入方向相同的電流I1、I2時，則有()A兩導線環(huán)相互吸引B兩導線環(huán)相互排斥C兩導線環(huán)無相互作用力D兩導線環(huán)先吸引后排斥11.如圖所示,在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導線a、b和c,各導線中的電流大小相同,其中a、c導線中的電流方向垂直紙面向外,b導線中電流方向垂直紙面向內。每根導線都受到另外兩根導線對它的安培力作用,則關于每根導線所受安培力的合力,以下說法中正確的是(    ) A.導線a所受合力方向水平向右 B.導線c所受合力方向水平向右 C.導線c所受合力方向水平向左 D.導線b所受合力方向水平向左 選

11、修3-1 第三章 磁場 第二節(jié) 帶電粒子在磁場的運動 班別 姓名 學號 學習目標：1.掌握洛倫茲力大小的計算方法及方向的判斷.2.帶電粒子在磁場中運動的軌跡的確定及圓周運動半徑、經歷時間的相關問題.3.理解質普儀及回旋加速器的工作原理.復習交流1、（雙選）如圖所示為電場電場線或磁場磁感線，某正電荷靜止或運動在電場、磁場中，則有關電場力F或洛侖茲力f的方向的判斷正確的是 一、洛倫茲力的大小和方向1洛倫茲力的定義：磁場對_的作用力2洛倫茲力的大小F_，為v與B的夾角如圖所示(1)當vB時，0°或180°，洛倫茲力F_.(2)當vB時，90°，洛倫茲力F_.(3)靜止電

12、荷不受洛倫茲力作用3洛倫茲力的方向(1)左手定則(2)方向特點：F垂直于_決定的平面，即F始終與速度方向垂直，故洛倫茲力_2、質量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經小孔S垂直進入勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖中虛線所示下列表述正確的是 AM帶負電，N帶正電 BM的速率小于N的速率C洛倫茲力對M、N做正功 DM的運行時間大于N的運行時間3一個帶電粒子，沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場，粒子的一段徑跡如圖所示，徑跡上每一小段都可近似看成圓弧，由于帶電粒子使沿途空氣電離，粒子的能量逐漸減小(帶電量不變)，則由圖中情況知 A粒子從a到b，帶正電 B粒子從b到a，帶正電C粒子從a到b，帶負電

13、D粒子從b到a，帶負電二、帶電粒子在勻強磁場中的運動1若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做_運動2若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內以入射速度v做_運動向心力由洛倫茲力提供：qvB_；軌跡半徑R= ；周期T= .4.如圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板,它的一側有勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應強度大小為B.一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速度v射入磁場區(qū)域,最后到達平板上的P點.已知B、v以及P到O的距離l,不計重力,求此粒子的電荷量q與質量m之比.5.（雙選）勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示.這臺加速器由兩個銅質D形盒構

14、成，其間留有空隙.下列說法正確的是 A.離子由加速器的中心附近進入加速器B.離子由加速器的邊緣進入加速器C.離子從磁場中獲得能量D.離子從電場中獲得能量三、質普儀及回旋加速器的工作原理.1質譜儀(1)構造：如圖所示，由粒子源、_、_和照相底片等構成(2)原理：粒子由靜止被加速電場加速，根據動能定理可得關系式qU_.粒子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉，做勻速圓周運動，根據牛頓第二定律得關系式qvB_.由兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌道半徑、粒子質量、比荷r_，m_，_.2回旋加速器(1)構造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接_電源D形盒處于勻強磁場中(2)原理：交流電的周

15、期和粒子做圓周運動的周期_，粒子在圓周運動的過程中一次一次地經過D形盒縫隙，兩盒間的電勢差一次一次地反向，粒子就會被一次一次地加速由qvB，得Ekm_，可見粒子獲得的最大動能由_和D形盒_決定，與加速電壓_ 特別提醒這兩個實例都應用了帶電粒子在電場中加速，在磁場中偏轉(勻速圓周運動)的原理.鞏固練習1（多選）如圖所示，對應的四種情況中，對各粒子所受洛倫茲力的方向的描述，其中正確的是 A垂直于v向右下方 B垂直于紙面向里C垂直于紙面向外 D垂直于紙面向里2.（多選）如圖所示，一帶電粒子(重力不計)在勻強磁場中沿圖中軌跡運動，中央是一塊薄絕緣板粒子在穿過絕緣板時有 動能損失，由圖可知 A粒子運動方

16、向是abcde B粒子運動方向是edcba C粒子帶正電D粒子在下半周所用時間比上半周所用時間長 3一束電子以不同速度垂直射入橫截面是一正方形的勻強磁場中，如圖所示，則電子在磁場區(qū)域 A入射速度va<vb B運行周期Ta<Tb C運行時間ta<tb D運行時間ta<tc 4.如圖所示，一水平導線通以電流I，導線下方有一電子，初速度方向與電流平行，關于電子的運動情況，下述說法中，正確的是 A沿路徑a運動，其軌道半徑越來越大B沿路徑a運動，其軌道半徑越來越小C沿路徑b運動，其軌道半徑越來越小D沿路徑b運動，其軌道半徑越來越大5帶電粒子(重力不計)穿過飽和蒸汽時，在它走過的路

17、徑上飽和蒸汽便凝成小液滴，從而顯示了粒子的徑跡，這就是云室的原理，如圖所示是云室的拍攝照片，云室中加了垂直于照片向外的勻強磁場，圖中oa、ob、oc、od是從o點發(fā)出的四種粒子的徑跡，下列說法中正確的是 A四種粒子都帶正電B四種粒子都帶負電C打到a、b點的粒子帶正電D打到c、d點的粒子帶正電6三個速度大小不同的同種帶電粒子，沿同一方向從圖中長方形區(qū)域的勻強磁場上邊緣射入，當它們從下邊緣飛出時對入射方向的偏角分別為90°、60°、30°，則它們在磁場中運動的時間之比為多少？拓展提高1帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用下列表述正確的是 A洛倫茲力對帶

18、電粒子做功B洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C洛倫茲力的大小與速度無關D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向2. （多選）1922年英國物理學家阿斯頓因質譜儀的發(fā)明、同位素和質譜的研究榮獲了諾貝爾化學獎.若一束粒子由左端射入質譜儀后的運動軌跡如圖所示,則下列說法中正確的是 A.該束帶電粒子帶負電B.速度選擇器的P1極板帶正電C.在B2磁場中運動半徑越大的粒子,質量越大D.在B2磁場中運動半徑越大的粒子,比荷越小3回旋加速器是加速帶電粒子的裝置其主體部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源有兩極相連接，從而使粒子每次經過兩盒間的狹縫時都得到加速，如圖所示現要增大帶電

19、粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是A增大金屬盒的半徑B減小狹縫間的距離C增大高頻交流電壓D減小磁場的磁感應強度4.圓形區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場，兩個質量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向對準圓心O射入磁場，其運動軌跡如圖所示若帶電粒子只受磁場力的作用，則 Aa粒子速率較大 Bb粒子速率較大 Ca粒子在磁場中運動的周期較短 Da粒子在磁場中運動的時間較短5如圖所示，虛線圓所圍區(qū)域內有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場，電子束經過磁場區(qū)后，其運動方向與原入射方向成角。設電子質量為m，電荷量為e，不計電子之間

20、相互作用力及所受的重力，求：(1)電子在磁場中運動軌跡的半徑R；(2)電子在磁場中運動的時間t；(3)圓形磁場區(qū)域的半徑r。選修3-1 第三章 磁場 第三節(jié) 帶電粒子在磁場中運動及臨界情況 班別 姓名 學號 復習交流1.帶電粒子的質量m1.7×1027 kg，電荷量q1.6×1019 C，以速度v3.2×106 m/s沿垂直于磁場同時又垂直于磁場邊界的方向進入勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B0.17 T，磁場的寬度l10 cm，如圖所示(1)求帶電粒子離開磁場時的速度和偏轉角；(2)求帶電粒子在磁場中運動的時間以及出磁場時偏離入射方向的距離2如圖所示，在圓心為O、

21、半徑為r的圓形區(qū)域內有勻強磁場，磁感應強度為B,方向垂直紙面向里。一帶電粒子（不計重力）從A點正對O點以速度v垂直于磁場射入，穿過磁場區(qū)域后速度方向發(fā)生偏轉，從C射出，偏轉的角度為60°。（1）確定該帶電粒子的電性（2）求粒子離開磁場時的速度大小v/（3） 求粒子的荷質比q/m （4）求該帶電粒子在磁場區(qū)域中運動的時間t3如圖 (甲)所示，長為L的水平極板間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，兩板間距離也為L.現有質量為m、電荷量為q的粒子(不計重力)，從左側中心處以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，則速度大小范圍如何？ 小結： (1)圓心的確定基本思路：與速

22、度方向垂直的直線和圖中弦的中垂線一定過圓心兩種情形a已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖8所示，圖中P為入射點，M為出射點)b已知入射方向和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖9所示，圖中P為入射點，M為出射點)圖8 圖9 (2)半徑的確定用幾何知識(勾股定理、三角函數等)求出半徑大小(3)運動時間的確定粒子在磁場中運動一周的時間為T，當粒子運動的圓弧所對應的圓心角為時，其運動時間為：tT(或tT)（4）帶電粒子在不同邊界磁場

23、中運動的規(guī)律總結直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖10) 圖10平行邊界(存在臨界條件，如圖11)圖11 圖12圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖12)鞏固練習1如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿方向垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，在ad邊中點O，方向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角30°、大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質量為m，電量為q，ad邊長為L，ab邊足夠長，粒子重力不計，求(1)粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍。(2)若粒子速度不受上述v0大小 的限制，求粒子在磁場中運動的最長時間。2如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、

24、S2為板上正對的小孔，N 板右側有個寬度均為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向分別垂直于紙面向外M板左側電子槍發(fā)射出的熱電子經小孔S1進入兩板間，電子的質量為m，電荷量為e，初速度可以忽略 (1)當兩板間電勢差為U0時，求從小孔S2射出的電子的速度v0； (2)為使電子不能穿過磁場區(qū)域，則兩金屬板間電勢差U應滿足什么要求？ 3如圖所示，在平面直角坐標系xoy的第四象限有垂直紙面向里的勻強磁場，一質量為m=kg、電量為的帶電粒子，從靜止開始經V的電壓加速后，從P點沿圖示方向進入磁場，已知OP=30cm，（粒子重力不計，），求：（1）帶電粒子到達P點時速度的大?。?）若磁感應強度=2.0T

25、，粒子從x軸上的Q點離開磁場，求QO的距離（3）若粒子不能進入x軸上方，求磁感應強度滿足的條件選修3-1 第三章 磁場 第四節(jié) 帶電粒子在復合場中運動 學案1班別 姓名 學號 復習交流1.（多選）一個帶電粒子以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強電場區(qū)域，穿出電場后接著又進入勻強磁場區(qū)域.設電場和磁場區(qū)域有明確的分界線,且分界線與電場強度方向平行,如圖中的虛線所示.在如圖所示的幾種情況中,可能出現的是( )2.地球大氣層外部有一層復雜的電離層，既分布有地磁場，也分布有電場。假設某時刻在該空間中有一小區(qū)域存在如圖所示的電場和磁場；電場的方向在紙面內斜向左下方，磁場的方向垂直紙面向里。此時一帶電宇

26、宙粒子恰以速度v垂直于電場和磁場射入該區(qū)域，不計重力作用，則在該區(qū)域中，有關該帶電粒子的運動情況不可能的是()A仍做直線運動B立即向左下方偏轉C立即向右上方偏轉 D可能做勻速圓周運動3.(多選)如圖所示,兩虛線之間的空間內存在著正交或平行的勻強電場E和勻強磁場B,有一個帶正電的小球(電荷量為+q,質量為m)從電磁復合場上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球可能沿直線通過的電磁復合場是( )一、復合場 (1)疊加場：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(qū)域內，并不重疊或在同一區(qū)域，電場、磁場_出現2三種場的比較 項目名稱力的特點功和能的特點重力場大?。篏_

27、方向：_重力做功與_無關重力做功改變物體的_靜電場大?。篎_方向：a.正電荷受力方向與場強方向_b.負電荷受力方向與場強方向_電場力做功與_無關W_電場力做功改變_磁場洛倫茲力F_方向可用_定則判斷洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的_4.如圖所示,真空中有以O為圓心,r為半徑的圓柱形勻強磁場區(qū)域,圓的最下端與x軸相切于坐標原點O,圓的右端與平行于y軸的虛線MN相切,磁感應強度為B，方向垂直紙面向外,在虛線MN右側x軸上方足夠大的范圍內有方向豎直向下、場強大小為E的勻強電場.現從坐標原點O向紙面內不同方向發(fā)射速率相同的質子,質子在磁場中做勻速圓周運動的半徑也為r,已知質子的電荷量為e,質量為m,不

28、計質子的重力、質子對電磁場的影響及質子間的相互作用力.求: (1)質子進入磁場時的速度大小;(2)沿y軸正方向射入磁場的質子到達x軸所需的時間.二、“電偏轉”和“磁偏轉”的比較垂直進入磁場(磁偏轉)垂直進入電場(電偏轉)情景圖受力FBqv0B大小不變，方向總指向圓心，方向變化，FB為變力FEqE，FE大小、方向不變，為恒力運動規(guī)律勻速圓周運動r，T類平拋運動vxv0，vyt xv0t，yt2運動時間tTt，具有等時性動能不變變化鞏固練習 1(多選)如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子經加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)現電子流向上極板偏轉.設兩極板間電場強度為E，磁感應強度為B

29、.欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，只采取下列措施，其中可行的是( )A.適當減小電場強度EB.適當減小磁感應強度BC.適當增大加速電場極板之間的距離D.適當增大加速電壓U2如圖所示，在豎直平面內有一個正交的勻強電場和勻強磁場磁感應強度為1T，電場強度為NC一個帶正電的微粒，q2×106C，質量m=2×10-6kg，在這正交的電場和磁場內恰好做勻速直線運動，則帶電粒子運動的速度大小多大？方向如何？3 如圖所示，一帶電的小球從P點自由下落，P點距場區(qū)邊界MN高為h，邊界MN下方有方向豎直向下、電場場強為E的勻強電場，同時還有勻強磁場，小球從邊界上的a點進入電場與磁場的復合場

30、后，恰能作勻速圓周運動，并從邊界上的b點穿出，已知ab=L，求：（1）小球帶何種電荷？（2）該勻強磁場的磁感強度B的大小和方向；（3）小球從P經a至b時，共需時間為多少？拓展提高1如圖所示，在空間中存在垂直紙面向里、寬度為d、磁感應強度為B的勻強磁場，AB、CD為磁場邊界，CD右側存在方向水平向右、場強大小為E的勻強電場。在左邊界的Q點處一帶負電的粒子沿與左邊界成60o的方向射入磁場，已知粒子的質量為m、電荷量為q，粒子重力不計 （1）若帶電粒子能垂直CD穿越磁場進入電場，最后從AB邊界飛出磁場，求：粒子在磁場中的運動速度大小；粒子在磁場及電場中運動的總時間；（2）若帶電粒子不能穿過CD，求粒

31、子從AB邊界飛出的最大速度。2.如圖所示，二塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調的電源上。兩板之間的右側區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動，進入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點。（1）判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；（2）求磁感應強度B的值；（3）現保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間位置。為了使墨滴仍能到達下板M點應將磁感應強度調至B'，則B'的大小為多少？選修3-1 第三章 磁場 第四

32、節(jié) 帶電粒子在復合場中運動學案2班別 姓名 學號 1在如圖所示的勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內忽略重力，電子可能沿水平方向向右做直線運動的是 2如圖所示，勻強電場方向豎直向上，勻強磁場方向水平指向紙外，有一電子(不計重力)，恰能沿直線從左向右飛越此區(qū)域，若電子以相同的速率從右向左水平飛入該區(qū)域，則電子將 A.沿直線飛越此區(qū)域B.向上偏轉C.向下偏轉D.向紙外偏轉3. 如圖所示，質量為m，帶電荷量為-q的微粒以速度v與水平方向成45°角進入勻強電場和勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.如果微粒做勻速直線運動，則下列說法正確的是 A.微粒受電場力、洛倫茲力、重力三個力作用B.微粒受電場力、洛

33、倫茲力兩個力作用C.勻強電場的電場強度D.勻強磁場的磁感應強度4 （多選）如圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，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，在a、b兩板間還存在著勻強電場E.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3束則下列判斷正確的是 A這三束正離子的速度一定相同B這三束正離子的質量一定不相同C這三束正離子的電量一定不相同D這三束正離子的比荷一定不相同5 （多選）如圖所示，兩平行、正對金屬板水平放置，使上面金屬板帶上一定量正電荷，下面金屬板帶上等

34、量的負電荷，再在它們之間加上垂直紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場和磁場的方向從兩金屬板左端中央射入后向上偏轉若帶電粒子所受重力可忽略不計，仍按上述方式將帶電粒子射入兩板間，為使其向下偏轉，下列措施中一定不可行的是 A僅增大帶電粒子射入時的速度B僅增大兩金屬板所帶的電荷量C僅減小粒子所帶電荷量D僅改變粒子的電性6.如圖所示，與水平面成37°的傾斜軌道AC，其延長線在D點與半圓軌道DF相切，全部軌道為絕緣材料制成且位于豎直面內，整個空間存在水平向左的勻強電場，MN的右側存在垂直紙面向里的勻強磁場(C點處于MN邊界上)。一質量為0.4 kg的帶電小球沿軌道AC下滑，

35、至C點時速度為vC m/s，接著沿直線CD運動到D處進入半圓軌道，進入時無動能損失，且恰好能通過F點，在F點速度為vF4 m/s(不計空氣阻力，g10 m/s2，cos 37°0.8)。求：(1)小球帶何種電荷？(2)小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功；(3)小球從F點飛出時磁場同時消失，小球離開F點后的運動軌跡與直線AC(或延長線)的交點為G點(未標出)，求G點到D點的距離。7如圖所示，豎直平面內有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場強度E12500 N/C，方向豎直向上；磁感應強度B103 T，方向垂直紙面向外；有一質量m1×102 kg、電荷量q4×105

36、C的帶正電小球自O點沿與水平線成45°角以v04 m/s的速度射入復合場中，之后小球恰好從P點進入電場強度E22500 N/C，方向水平向左的第二個勻強電場中不計空氣阻力，g取10 m/s2.求：(1)O點到P點的距離s1；(2)帶電小球經過P點的正下方Q點時與P點的距離s2.8. （2019安徽，16分）如圖所示的平面直角坐標系xoy，在第象限內有平行于軸的勻強電場，方向沿y正方向；在第象限的正三角形區(qū)域內有勻強電場，方向垂直于xoy平面向里，正三角形邊長為L，且邊與y軸平行。一質量為、電荷量為q的粒子，從y軸上的點，以大小為的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的點進入第

37、象限，又經過磁場從y軸上的某點進入第象限，且速度與y軸負方向成45°角，不計粒子所受的重力。求：xabcByOPEv0（1）電場強度E的大??；（2）粒子到達點時速度的大小和方向；（3）區(qū)域內磁場的磁感應強度的最小值?！敬鸢浮浚?）（2）方向指向第IV象限與x軸正方向成450角r450xabcByOPEv0（3）【解析】（1）設粒子在電場中運動的時間為t，則有 聯立以上各式可得 （2）粒子到達a點時沿負y方向的分速度為 所以 方向指向第IV象限與x軸正方向成450角 （3）粒子在磁場中運動時，有 當粒子從b點射出時，磁場的磁感應強度為最小值，此時有 所以選修3-1 第三章 磁場 綜合練

38、習班別 姓名 學號 一、單選題（每小題4分，4小題，共16分）1.關于磁場和磁感線的描述，正確的說法是( )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體在磁場中某點受磁場作用力的方向C.沿磁感線方向，磁場逐漸減弱D.在磁場強的地方同一通電導體受的安培力可能比在磁場弱的地方受的安培力小2.根據所學知識判斷圖中正確的是( )3.粒子甲的質量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們在勻強磁場中同一點以大小相等、方向相反的速度開始運動.已知磁場方向垂直紙面向里.以下四個圖中,能正確表示兩粒子運動軌跡的是( )4.如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L

39、，質量為m的直導體棒當導體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強磁場，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針轉至水平向左的過程中，下列關于B的大小變化的說法中，正確的是()A逐漸增大 B逐漸減小C先減小后增大 D先增大后減小二、雙選題（每小題6分，5小題共30分）5.如圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，水平放置著一根長直導線，電流方向垂直紙面向外，a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中( )A.a、b兩點磁感應強度相同B.c、d兩點磁感應強度大小相等C.a點磁感應強度最大D.b點磁感應強度最大6.如圖所示，通電導體棒靜止

40、于水平導軌上，棒的質量為m，長為L，通過的電流大小為I且垂直紙面向里，勻強磁場的磁感應強度B的方向與導軌平面成角，則導體棒受到的( )A.安培力大小為BILB.安培力大小為BILsinC.摩擦力大小為BILsinD.支持力大小為mg-BILcos7.如圖所示，一塊長度為a、寬度為b、厚度為d的金屬導體，當加有與側面垂直的勻強磁場B，且通以圖示方向的電流I時，用電壓表測得導體上、下表面MN間電壓為U，已知自由電子的電量為e.下列說法中正確的是( )A.M板比N板電勢高B.導體單位體積內自由電子數越多，電壓表的示數越大C.導體中自由電子定向移動的速度為v=U/BdD.導體單位體積內的自由電子數為B

41、I/eUb8.如圖所示，豎直放置的平行板電容器，A板接電源正極，B板接電源負極，在電容器中加一與電場方向垂直的、水平向里的勻強磁場.一批帶正電的微粒從A板中點小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考慮微粒所受重力，微粒在平行板A、B間運動過程中( )A.所有微粒的動能都將增加B.所有微粒的機械能都將不變C.有的微?？梢宰鰟蛩賵A周運動D.有的微?？赡茏鰟蛩僦本€運動9如圖所示，質量為m、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O，并處于勻強磁場中，當導線中通以沿x正方向的電流I，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為.則磁感應強度的方向和大小可能為()Az正向， tan By正向，Cz負向， tan

42、 D沿懸線向上， sin 三、計算題 （共56分）10(12分)電子質量為m、電荷量為q，以速度v0與x軸成角射入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后落在x軸上的P點，如圖所示，求：(1)的長度；(2)電子從由O點射入到落在P點所需的時間t.11(12分)釷核Th發(fā)生衰變生成鐳核Ra并放出一個粒子設該粒子的質量為m、電荷量為q，它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場時，其速度為v0，經電場加速后，沿Ox方向進入磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平板電極S2，當粒子從P點離開磁場時，其速度方向與Ox方向的夾角60°，如圖所示，整個裝置處于真空中(1)求

43、粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R；(2)求粒子在磁場中運動所用的時間t.12.（16分）核聚變反應需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運動的離子約束在小范圍內，通常采用磁約束的方法(托卡馬克裝置)如圖所示，環(huán)狀勻強磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內，設環(huán)狀磁場的內半徑為R10.5 m，外半徑R21.0 m，磁感應強度B1.0 T，若被束縛帶電粒子的比荷為4.0×107 C/m，中空區(qū)域內帶電粒子具有各個方向的速度，試求：(1)若粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，則不能穿越磁場的最大速度為多大？(2)若粒子速度方向不受限

44、制，則粒子不能穿越磁場的最大速度為多大？13（16分）在如右圖所示的平面直角坐標系中，存在一個半徑R0.2 m的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B1.0 T，方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與坐標原點O相切y軸右側存在電場強度大小為E1.0×104 N/C的勻強電場，方向沿y軸正方向，電場區(qū)域寬度l0.1 m現從坐標為(0.2 m，0.2 m)的P點發(fā)射出質量m2.0×109 kg、帶電荷量q5.0×105 C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強磁場，速度大小v05.0×103 m/s.重力不計(1)求該帶電粒子射出電場時的位置坐標； (2)為了使該帶電粒

45、子能從坐標為(0.1 m，0.05 m)的點回到電場后，可在緊鄰電場的右側一正方形區(qū)域內加勻強磁場，試求所加勻強磁場的磁感應強度大小和正方形區(qū)域的最小面積選修3-1 第三章 磁場 單元測試班別 姓名 學號 一、單選題（每小題4分，4小題，共16分）1.關于磁場和磁感線的描述，正確的說法是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體在磁場中某點受磁場作用力的方向C.沿磁感線方向，磁場逐漸減弱D.在磁場強的地方同一通電導體受的安培力可能比在磁場弱的地方受的安培力小2.根據所學知識判斷圖中正確的是3.粒子甲的質量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們在勻強磁場中

46、同一點以大小相等、方向相反的速度開始運動.已知磁場方向垂直紙面向里.以下四個圖中,能正確表示兩粒子運動軌跡的是4在圖中實線框所示的區(qū)域內同時存在著勻強磁場和勻強電場一個帶電粒子（不計重力）恰好能沿直線MN從左至右通過這一區(qū)域那么勻強磁場和勻強電場的方向可能為下列哪種情況：NMA勻強磁場方向豎直向上，勻強電場方向垂直于紙面向外B勻強磁場方向豎直向上，勻強電場方向垂直于紙面向里 C勻強磁場方向垂直于紙面向里，勻強電場方向豎直向上D勻強磁場和勻強電場的方向都豎直向上二、雙選題（每小題6分，5小題共30分）5.如圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，水平放置著一根長直導線，電流方向垂直紙面向外，a、b、c、

47、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中( )A.a、b兩點磁感應強度相同B.c、d兩點磁感應強度大小相等C.a點磁感應強度最大D.b點磁感應強度最大6、如下圖所示，質量為m的通電細桿放在傾角為的光滑導軌上，細桿恰好靜止于導軌上的是BBBBA B C DDC+7.+ 如圖為磁流體發(fā)電機的原理圖，等離子體束（含有正、負離子）以某一速度垂直噴射入由一對磁極CD產生的勻強磁場中，A、B是一對平行于磁場放置的金屬板穩(wěn)定后電流表中的電流從“+”極流向“-”極，由此可知 A. D磁極為N極B. 正離子向B板偏轉C. 負離子向D磁極偏轉D. 離子在磁場中偏轉過程洛侖茲力對其不做功8.如圖所示，豎直放

48、置的平行板電容器，A板接電源正極，B板接電源負極，在電容器中加一與電場方向垂直的、水平向里的勻強磁場.一批帶正電的微粒從A板中點小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考慮微粒所受重力，微粒在平行板A、B間運動過程中( )A.所有微粒的機械能都將增加B.所有微粒的機械能都將不變C.有的微粒可以做勻速圓周運動D.有的微?？赡茏鰟蛩僦本€運動B'9. 如圖, 一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場（B）和勻強電場（E）組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P，進入另一勻強磁場（B'），最終打在AlA2上下列表述正確的是 A. 粒子帶負電B. 所有打在AlA2上

49、的粒子，在磁場B'中運動時間都相同C. 能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D. 粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大三、計算題 （共56分）10(12分)電子質量為m、電荷量為q，以速度v0與x軸成角射入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后落在x軸上的P點，如圖所示，求：(1)的長度；(2)電子從由O點射入到落在P點所需的時間t.11、如圖所示，豎直放置的平行帶電導體板A、B和水平放置的平行帶電導體板C、D，B板上有一小孔，從小孔射出的帶電粒子剛好可從C、D板間左上角切入C、D板間電場，已知C、D板間距離為d，長為2d， UAB=UCD=U>0，在C、D板右側存在有一個垂直

50、向里的勻強磁場。質量為m，電量為q的帶正電粒子由靜止從A板釋放，沿直線運動至B板小孔后貼近C板進入C、D板間，最后能進入磁場中。帶電粒子的重力不計。求：（1）帶電粒子從B板小孔射出時的速度大小v0;（2）帶電粒子從C、D板射出時的速度v大小和方向；（3）欲使帶電粒子不再返回至C、D板間，右側磁場的磁感應強度大小應該滿足什么條件？12（18分）靜止于A處的離子，經加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，并從P點垂直CF進入矩形區(qū)域的有界勻強磁場靜電分析器通道內有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強為E、方向如圖所示；離子質量為m、電荷量為q；、，磁場方向垂直紙面向里；離子

51、重力不計（1）求加速電場的電壓U；（2）若離子能最終打在QF上，求磁感應強度B的取值范圍選修3-1 第三章 磁場 測試題班別 姓名 學號 1（多選）關于磁場和磁感線，下列說法中正確的是( )A磁感線總是從磁體N極出發(fā)到磁體S極終止B磁感線的疏密程度描述了磁場的強弱C磁場中某點磁場方向與小磁針N極在該點的受力方向相同D磁場中某處磁感應強度方向與通電導線在該處所受的安培力方向相同2. （多選）垂直紙面的勻強磁場區(qū)域里，一離子從原點O沿紙面向x軸正方向飛出，其運動軌跡可能是下圖中的( )OvxyAOvxyBOvxyCOvxyD3. （單選）如圖，長方形線框 abcd 通有電流 I，放在直線電流 I ' 附近，線框與直線電流共面，則下列表述正確的是( )A. 線圈四個邊都受安培力作用，它們的合力方向向左B. 只有ad和bc邊受安培力作用，它們的合力為零C. ab和dc邊所受安培力大小相等，方向相同D. 線圈四個邊都受安培力作用，它們的合力為零MNMN4（多選）如圖所示，在一根一端封閉、內壁光滑的