高中三年級(jí)物理一輪復(fù)習(xí)磁場(chǎng)復(fù)習(xí)典型題分類(lèi)

..磁場(chǎng)分類(lèi)復(fù)習(xí)一、磁場(chǎng)的描述：1、關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線(xiàn)的下列說(shuō)法中,正確的是〔A．磁極對(duì)磁極、電流對(duì)電流及磁極對(duì)電流的作用力都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的B．磁感線(xiàn)總是從磁體北極出發(fā),到磁體南極終止C．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向就是小磁針在該點(diǎn)時(shí)北極的指向D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)方向就是小磁針北極在該點(diǎn)的受力方向2、下列說(shuō)法中正確的是〔A．通電導(dǎo)線(xiàn)受安培力小的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定小B．磁感線(xiàn)的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向C．放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線(xiàn),受力大小和方向處處相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線(xiàn)受力的大小和方向無(wú)關(guān)3、關(guān)于磁感強(qiáng)度B,下列說(shuō)法中正確的是〔A．磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小,跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)B．磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向,跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場(chǎng)力方向一致C．在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí),該點(diǎn)B值大小為零D．在磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)越密集的地方,磁感強(qiáng)度越大4.兩導(dǎo)線(xiàn)互相垂直且互相絕緣,兩導(dǎo)線(xiàn)中電流強(qiáng)度大小相等,方向如圖11.1-7所示,則a、b、c、d四個(gè)區(qū)域中,磁場(chǎng)較強(qiáng)的兩個(gè)區(qū)域是〔A．區(qū)域a和bB．區(qū)域b和dC．區(qū)域a和dD．區(qū)域b和c圖11.1-55、如圖11.1-5所示,兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線(xiàn)A、C通有等大電流．在紙面上距A、C等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)P．若P點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向左,則導(dǎo)線(xiàn)A、C中的電流方向是如下哪種說(shuō)法？〔圖11.1-5A．A中向紙里,C中向紙外B．A中向紙外,C中向紙里C．A、C中均向紙外D．A、C中均向紙里二、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1.如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌與電源連接后,與水平方向成θ角傾斜放置,導(dǎo)軌上放一個(gè)質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒．當(dāng)S閉合后,在棒所在區(qū)域內(nèi)加一個(gè)合適的勻強(qiáng)磁場(chǎng),可以使導(dǎo)體棒靜止平衡,下面四個(gè)圖中分別加了不同方向的磁場(chǎng),其中一定不能平衡的是<>．2、條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠近S極一側(cè)懸掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,如圖所示<圖中只畫(huà)出棒的截面圖>．在棒中通以垂直紙面向里的電流的瞬間,產(chǎn)生的情況是〔A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大C．磁鐵受到向左的摩擦力D．磁鐵受到向右的摩擦力3、如圖所示,光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分,O點(diǎn)為圓弧的圓心。兩金屬軌道之間的寬度為0.5m,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖所示,大小為0.5T。質(zhì)量為0.05kg、長(zhǎng)為0.5m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn)。當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2A的恒定電流時(shí),金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知MN＝OP＝1m,則<>A．金屬細(xì)桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為5m/s2B．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sC．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10m/s2D．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75N4、如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10m/s2．已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求：⑴通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；⑵導(dǎo)體棒受到的安培力大??；⑶導(dǎo)體棒受到的摩擦力．三、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1、如圖所示,一電子以與磁場(chǎng)垂直的速度v從P沿PQ方向進(jìn)入長(zhǎng)為d,寬為h的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,從N處離開(kāi)磁場(chǎng),若電子質(zhì)量為m,電量為e、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則〔A．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=d/vB。電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=PN/vC．洛侖茲力對(duì)電子做的功是BevhD。電子在N處的速度大小也是v2、如圖所示,x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).有兩個(gè)質(zhì)量相同,電荷量也相同的帶正、負(fù)電的離子〔不計(jì)重力,以相同速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中,射入方向與x軸夾角均為θ.則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中〔A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.運(yùn)動(dòng)軌道半徑相同C.重新回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同D.重新回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相同3、如圖,空間有垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).t=0的時(shí)刻,一電子以速度v0經(jīng)過(guò)x軸上的A點(diǎn),方向沿x軸正方向.A點(diǎn)坐標(biāo)為<-R/2,0>,其中R為電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.不計(jì)重力影響,則以上說(shuō)法正確的是<>v0<-R/2v0<-R/2,0>OxAyB.電子在時(shí),第一次經(jīng)過(guò)y軸C.電子第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為<0,>D.電子第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為<0,>4、如圖所示,一束電子〔電量為e以速度v垂直射入磁感強(qiáng)度為B,寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向夾角是30°,則電子的質(zhì)量是和穿透磁場(chǎng)的時(shí)間分別是多少？5.長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距也為L(zhǎng)的兩平行金屬板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。今有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子從平行板左端中點(diǎn)以平行于金屬板的方向射入磁場(chǎng)。欲使離子不打在極板上,求入射離子的速度大小應(yīng)滿(mǎn)足的條件。6、如圖所示,在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶負(fù)電的粒子〔質(zhì)量為m、電荷量為q以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),入射方向在xy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為θ.求：〔1該粒子射出磁場(chǎng)的位置；〔2該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.〔粒子所受重力不計(jì)<3>若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為l,求該粒子的電荷量和質(zhì)量之比q/m。四,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)應(yīng)用〔一、質(zhì)譜儀：①構(gòu)造：如圖所示,由粒子源、加速電場(chǎng)、和照相底片等構(gòu)成．②原理：粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速,根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qU=mv2/2；粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn),做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvB=mv2/r；由兩式可得出需要研究的物理量,如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷；r=、m=、=．〔二．回旋加速器：①構(gòu)造：如圖所示,D1、D2是半圓金屬盒,D形盒的縫隙處接交流電源．D形盒處于磁場(chǎng)中．②原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期,粒子在圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)D形盒縫隙,兩盒間的電勢(shì)差一次一次地反向,粒子就會(huì)被一次一次地加速．由qvB=mv2/R,得Ekm=,可見(jiàn)粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒決定,與加速無(wú)關(guān)．1、質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具,它的構(gòu)造原理如圖所示,離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束<速度可看作為零>,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),到達(dá)記錄它的照相底片P上,設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x,可以判斷：〔A.若離子束是同位素,則x越大,離子質(zhì)量越大B.若離子束是同位素,則x越大,離子質(zhì)量越小C.只要x相同,則離子質(zhì)量一定相同D.只要x相同,則離子的荷質(zhì)比一定相同2．如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的粒子從容器A下方的小孔S,無(wú)初速度地飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng),然后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后打在照相底片M上．則〔A．粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率v=eq\r<\f<2eU,m>>B．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=eq\f<2πm,eB>C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r=eq\f<1,B>eq\r<\f<2mU,e>>D．若容器A中的粒子有初速度,則粒子仍將打在照相底片上的同一位置3、如圖所示回旋加速器兩個(gè)D形盒的半徑均為R用來(lái)加速質(zhì)量為m,電荷量為q的質(zhì)子,使質(zhì)子由靜止加速度當(dāng)速度達(dá)到v后,由A孔射出求：〔1加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小和方向？〔2設(shè)兩個(gè)D形盒間距為d,其間所加電壓為U質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后能量增加,加速到上述速度所需回旋的周數(shù)〔3假設(shè)離子經(jīng)加速電場(chǎng)的時(shí)間忽略不計(jì),離子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間五、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存,或其中某兩場(chǎng)并存、或分區(qū)域存在,帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式一般有兩種1、靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)〔重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力合力為零2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：重力與電場(chǎng)力等大反向,帶電粒子在洛倫茲力作用下,在垂直與磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、1、如圖所示,質(zhì)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(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．如果微粒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是〔A．微粒受電場(chǎng)力、洛倫茲力、重力三個(gè)力作用B．微粒受電場(chǎng)力、洛倫茲力兩個(gè)力作用C．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=2mg/qD．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=mg/qv2、如圖所示,在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m,電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)Ｏ沿著y軸正方向射出。射出之后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,粒子向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)x軸時(shí),它與點(diǎn)Ｏ的距離為L(zhǎng)?！擦Ｗ又亓Σ挥?jì)求〔1粒子的初速度v〔2此段運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。3、如圖所示,在x＜0且y＜0的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在x＞且y＜0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從x軸上的M點(diǎn)沿y軸負(fù)方向垂直射入磁場(chǎng),結(jié)果帶電粒子從y軸的N點(diǎn)射出磁場(chǎng)而進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打到x軸上的P點(diǎn),已知=l。不計(jì)帶電粒子所受重力,求：〔1帶電粒子從射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)到射出勻強(qiáng)電場(chǎng)所用的時(shí)間；〔2勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。4、如圖甲所示,建立Oxy坐標(biāo)系,兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),極板長(zhǎng)度和板間距均為l,第一四象限有磁場(chǎng),方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在0~3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓〔不考慮極邊緣的影響。已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí),刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、l、t0、B為已知量。〔不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況〔1求電壓U0的大小?！?求t0/2時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑?！?何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間。六、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用⑴速度選擇器：原理圖如圖所示,平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直．這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來(lái),所以叫做速度選擇器．帶電粒子能夠沿直線(xiàn)勻速通過(guò)速度選擇器的條件是qE=qv0B,即v0=．思考：1、v=E/B的+2q能否直線(xiàn)通過(guò)？2、v=E/B的-q能否直線(xiàn)通過(guò)？3、v>E/B的+q呢？V<E/B的+q呢？4、v=E/B的+q能否從右側(cè)直線(xiàn)通過(guò)？⑵磁流體發(fā)電機(jī)：原理圖如圖所示,磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù),它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．根據(jù)左手定則,如圖中的B是發(fā)電機(jī)極．磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為l,等離子體速度為v,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差U=．練2.如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖,將氣體加熱到很高的溫度,使它成為等離子體<含有大量正、負(fù)離子>,讓它以速度v通過(guò)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)。已知通道的長(zhǎng)為L(zhǎng),寬為a,高為d,該等離子體充滿(mǎn)板間的空間,其電阻率為ρ。這里有間距為d的電極a和b.<1>哪個(gè)電極為正極？<2>求發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)<3>求k閉合后電極間的電勢(shì)差.<4>求發(fā)電機(jī)的最大輸出功率⑶電磁流量計(jì)：原理圖如圖所示,圓形導(dǎo)管直徑為d,用非磁性材料制成,導(dǎo)電液體在管中向左流動(dòng),導(dǎo)電液體中的自由電荷〔正、負(fù)離子,在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn),a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差,形成電場(chǎng),當(dāng)自由電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí),a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定,即：qvB=qE=qU/D,所以v=,因此液體流量所以Q=vS=．⑷霍爾效應(yīng)：原理圖如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體,當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí),導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直