高三高考專(zhuān)題復(fù)習(xí)系列《磁場(chǎng)》

高三物理磁場(chǎng)一、高考要求1、電流的磁場(chǎng)、磁現(xiàn)象的本質(zhì)2、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線(xiàn)、地磁場(chǎng)、磁通量3、磁性材料、分子電流假說(shuō).〔Ⅰ〕4、磁電式電表原理.〔Ⅰ〕5、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線(xiàn)的作用、安培力、左手定那么6、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用、洛倫茲力、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)7、質(zhì)譜儀、盤(pán)旋加速器.〔Ⅰ〕.〔Ⅰ〕.〔Ⅱ〕.〔Ⅱ〕.〔Ⅱ〕說(shuō)明：1．只要求掌握直導(dǎo)線(xiàn)跟2．.只要求掌握γ跟B平行或垂直兩種情況下的洛倫茲力二、命題趨勢(shì)歷年高考對(duì)本章的知識(shí)覆蓋面大,幾乎所有的,更是命題生產(chǎn)力學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)、功能關(guān)系合在一起,難度為中等以上,對(duì)考生的物理過(guò)程和運(yùn)動(dòng)象水平、運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的水平都有較高的要求B平行或垂直兩種情況下的安培力..知識(shí)點(diǎn)都考查到,特別是左手定那么和帶有電場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)〕中的運(yùn)動(dòng)最高的知識(shí)點(diǎn).考電粒子在磁場(chǎng)〔或加題一般綜合性強(qiáng),多把電場(chǎng)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)等有機(jī)結(jié)規(guī)律的綜合分析水平、空間想.三、知識(shí)結(jié)構(gòu)安培定那磁感應(yīng)強(qiáng)度電流的磁場(chǎng)描述磁力線(xiàn)磁場(chǎng)磁通量磁力矩安培力磁場(chǎng)力左手定那帶電粒子在洛侖茲力磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)四、考題精選1.如圖1所示,在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)于xy平面并指向紙面外,磁感強(qiáng)度為B一帶正電的粒子以速度υ從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)與x軸正向的夾角為θ.假設(shè)粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)距離為,磁場(chǎng)方向垂直,入射方向在xy平面內(nèi),ι,求該粒子的電量0q和質(zhì)量之比=?m2、如圖2是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中,使它受到電子束轟擊,失去一個(gè)電子正一價(jià)的分子變成為離子.分子離子從狹縫S以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)初速不計(jì)S、S射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ.最后,分子離13,形成垂直于紙面且平行于狹縫S的距離為d,導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的,加速后,再通13表達(dá)式.3、電視機(jī)的顯象管中,進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),電子束將通過(guò)Ｏ點(diǎn)而打到屏幕的中央Ｍ點(diǎn)．為了讓電子束射,需要加磁場(chǎng),使電子束偏轉(zhuǎn)一角度θ,此時(shí)磁場(chǎng)的磁感.電子束經(jīng)過(guò)電壓為Ｕ的加,如圖3所示：磁場(chǎng)方向垂直于圓面.磁場(chǎng)區(qū)的中央為Ｏ,應(yīng)強(qiáng)度Ｂ應(yīng)為多圖1一、磁場(chǎng)根本概念一、自主學(xué)習(xí)：1、關(guān)于磁場(chǎng)中A、與放在該點(diǎn)的小磁B、與放在該點(diǎn)的小磁針N極所受的磁場(chǎng)C、與放在該點(diǎn)的小磁針S極所受的磁場(chǎng)力方向相反D、與通過(guò)該點(diǎn)的磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向相同2、以下說(shuō)法正確的A、磁場(chǎng)對(duì)靜止電荷和運(yùn)動(dòng)電荷都有力的作用B、磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的C、磁感線(xiàn)從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止D、磁感線(xiàn)上某一點(diǎn)的切線(xiàn)方向與小磁針在該點(diǎn)靜止時(shí)北極的受力方向相同某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,以下說(shuō)法不針?biāo)艿降牧Ψ较蛳嗤Ψ较蛳嗤_的選項(xiàng)是：選項(xiàng)是：3、關(guān)于磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)的描述A、電場(chǎng)線(xiàn)起止于電荷,磁感線(xiàn)起止于磁極B、電場(chǎng)線(xiàn)不一定閉合,磁感線(xiàn)一定閉合,正確的有：C、磁感線(xiàn)是自由小磁針在磁場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡D、沿磁感線(xiàn)方向磁場(chǎng)不斷減弱4、關(guān)于磁感受應(yīng)強(qiáng)度A、根據(jù)公式B=F/IL,磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、當(dāng)在磁場(chǎng)中某處放一小段通電直導(dǎo)線(xiàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)這段導(dǎo)線(xiàn)不受力,正確的選項(xiàng)是：B與F成正比,與IL成反比,那么此處磁感強(qiáng)度為0C、B是矢量,方向與通過(guò)該點(diǎn)有磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向相同,不能決定磁感強(qiáng)度的大D、公式B=F/IL只能用量度磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小小二、典型例題：例1、圖為通電螺線(xiàn)管的縱剖面,“×〞和“·〞分別表示導(dǎo)線(xiàn)中電流垂直紙N極的面流進(jìn)和流出,試畫(huà)出a,b,c,d四個(gè)位置上小磁針靜止時(shí)指向bdca例2、如圖是兩種結(jié)構(gòu)不同的環(huán)狀螺線(xiàn)管的示圖意,其中〔乙〕是由兩個(gè)匝數(shù)相同、互相對(duì)稱(chēng)的、半圓環(huán)形螺線(xiàn)管串聯(lián)而成,給它們按圖示方向通以電流,試畫(huà)出磁感線(xiàn)的分布情況示圖意II例3、奧斯特實(shí)驗(yàn)要成功完成,導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)東西還是南北放置？三、穩(wěn)固練習(xí)：1、以下哪些空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)：A、條形磁鐵外部B、靠得很近的N、S磁極之間C、通電無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)鶧、通電螺線(xiàn)管內(nèi)部中央?yún)^(qū)域2、以下說(shuō)法的是：A、假設(shè)電荷在某處不受到電場(chǎng)力作用,那么該處電場(chǎng)強(qiáng)度一定為0B、假設(shè)一小段通電導(dǎo)線(xiàn)在某處不受磁場(chǎng)力作用那么該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為0C、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,在數(shù)值上等于一個(gè)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與電荷本身電荷量的比值D、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,在數(shù)值上等于一小段通電導(dǎo)線(xiàn)放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度和電流的乘積的比值.3、以下等式中正確的選項(xiàng)是：A、1T=1kg/A·S2B、1Wb=1T·m2C、1Wb=1V·SD、1Wb=1N·m/V4、在三維直Z軸正A、+y方向角坐標(biāo)系中,電子沿X軸正方向運(yùn)動(dòng),如下圖,由于電子的定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在方向上a點(diǎn)處的方向是：B、—Y方向C、+Z方向D、—Z方向zayOx5、有兩條B可能為0：A、僅在B、僅在C、僅在象限Ⅰ、ⅣD、僅在垂直交叉但不接觸的導(dǎo)線(xiàn),通以大小相等的電流,方向如下圖,那么哪些區(qū)域的I象限Ⅰ象限ⅡⅡⅠⅣ象限Ⅱ、ⅣⅢI6、如果存在磁單極子〔即某一條形磁鐵,只存在北極或南極,稱(chēng)磁單極子〕,那么磁單極子的磁感線(xiàn)將：A、仍然是閉合曲線(xiàn)B、跟電場(chǎng)線(xiàn)一樣,是非閉合曲線(xiàn)C、可能是閉合曲線(xiàn),也可能是非閉合曲線(xiàn)D、無(wú)法引入磁感線(xiàn)7、在蹄形鐵芯上繞有線(xiàn)圈,根據(jù)圖中小磁針的指向,試畫(huà)出線(xiàn)圈的繞線(xiàn)方向NS8、磁場(chǎng)具有能量應(yīng)強(qiáng)度,μ是磁導(dǎo)率,在空氣中μ為一常數(shù),為應(yīng)強(qiáng)度B,一,磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量稱(chēng)為能量密度,其值為B/2μ,式中B是2了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附A的條形磁鐵相同面積的鐵片P,再F,如下圖,由于F所做的等于間隙中磁場(chǎng)的能量,所以由此可得B與F、A之間的關(guān)系為B=？磁感近的磁感學(xué)生用一根端面為吸住一用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離△L,并測(cè)得拉力為功PNFΔl答案：一、1、A2、BD3、B4、CD二、1、NN2、略3、應(yīng)南北放置.三、1、BD2、ABC3、A4、A5、D6、B7、略8、〔2μF/A〕1/2二、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、自主學(xué)習(xí)1．安培力是指_______________________________________,其大小計(jì)算公式_______________.2．安培力的方向用___________判定,其內(nèi)容是_________________________________________.3．當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)垂直時(shí),導(dǎo)線(xiàn)所受安培力最大,Fmax=___________________,當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)平行時(shí),導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力最小,Fmin=_________________________.4．將一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn),由中點(diǎn)折成直角形放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)線(xiàn)所在平面與磁感線(xiàn)垂直．當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通以電流I后,磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的作用力大小為[]112BILBILA．BILB．BILC．D．2225．在同一平面內(nèi),同心的兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)中通以同向電流時(shí),那么[]A．兩環(huán)都有向內(nèi)收縮的趨勢(shì)B．兩環(huán)都有向外擴(kuò)張的趨勢(shì)C．內(nèi)環(huán)有收縮趨勢(shì),外環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)D．內(nèi)環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì),外環(huán)有收縮趨勢(shì)6．兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a、b中通以同向電流,導(dǎo)線(xiàn)c與a、b在同一平面內(nèi),位于中央線(xiàn)OO'一側(cè)平行a、b放置．當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)c中通以與a、b反向的電流后,假設(shè)c能自由運(yùn)動(dòng),那么其運(yùn)動(dòng)情況是[]A．向a靠近B．向b靠近C．停在中央線(xiàn)OO'處二、典型例題D．在中央線(xiàn)OO'附近左右振動(dòng)1．正確熟悉安培力的三要素例1．通電矩形線(xiàn)框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電導(dǎo)線(xiàn)MN在同一平面內(nèi),電流方向如下圖,ab與邊MN平行,關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)框的作用,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是：A．線(xiàn)框有兩條邊所受的安培力方向相同；B．線(xiàn)框有兩條邊所受的安培力大小相同；C．線(xiàn)框所受的安培力的合力朝左；Nbc右左D．cd所邊受的安培力對(duì)ab的邊力矩不為零；dMa例2．有一小段通電導(dǎo)線(xiàn),長(zhǎng)為1cm,電流強(qiáng)度為5A,把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn),受到的磁場(chǎng)力為0.1N,那么該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是：A．B=2TB．B≤2TC．B≥2TD．以上幾種情況均有可能2．通電導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一般采用的方法：〔1〕電流元分析法；〔2〕特殊位置分析法；〔3〕等效分析法；〔4〕利用平行電流相互作用分析法.例3．如圖不計(jì)通電導(dǎo)線(xiàn)的重力,在磁場(chǎng)力作用下,導(dǎo)線(xiàn)將如何運(yùn)動(dòng)？ba分析：先畫(huà)出導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁感線(xiàn),上下兩局部導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方sN向相反,使導(dǎo)線(xiàn)從左向右看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)又受到豎直向上的磁場(chǎng)*關(guān)鍵是畫(huà)出相關(guān)的磁感線(xiàn).例4．如圖3′-11所示,在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)圓線(xiàn)圈,線(xiàn)圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi),當(dāng)線(xiàn)圈中電流沿圖示的方向流動(dòng)時(shí),將會(huì)出現(xiàn)以下哪種情況？②假設(shè)保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上,回路總電流I2應(yīng)調(diào)到多大,才能使金屬桿保持靜止？分析：畫(huà)出金屬桿的截面圖.由三角形定那么得,安培力沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)最小,所以B應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上.大小滿(mǎn)足：BI1L=mgsinα∴B=mgsinα/I1L.當(dāng)B的方向改為豎直向上時(shí),安培力的方向變?yōu)樗较蛴?BI2Lcosα=mgsinα∴I2=I1/cosα例6．質(zhì)量為m的銅棒搭在U形導(dǎo)線(xiàn)框右端,棒長(zhǎng)和框?qū)捑鶠長(zhǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下.電鍵閉合后,銅棒被平拋出去,下落h后的水平位移為s.求閉合電鍵后通過(guò)銅棒的總電量Q.分析：閉合電鍵后的極短時(shí)間內(nèi),銅棒受安培力沖量FΔt=mv0而平拋,其中F=BIL,而瞬時(shí)電流和時(shí)間的乘積等于Q=IΔt,又由平拋可算銅棒離開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)框時(shí)sgmsgQ,最終可得.的初速度vs2hBL2h0t三、穩(wěn)固練習(xí)1．在地球的赤道上空,沿東西方向水平放置一根通以自西向東的電流的導(dǎo)線(xiàn),那么此導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力的方向是〔〕.A、豎直向上C、由南向北B、豎直向下D、自西向東2．如圖7所示,在傾角為α的絕緣光滑斜面上,放一根通電直導(dǎo)線(xiàn).當(dāng)加上下述磁場(chǎng)后,可能使導(dǎo)線(xiàn)靜止在斜面上的是〔A、豎直B、垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；〕向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；C、水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；D、沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng).3．如圖2所示,兩根直導(dǎo)線(xiàn)互相垂直,但相隔一小段距離,期中一條MN是固定的,另一條PQ能自由轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)通以如下圖的電流時(shí),導(dǎo)線(xiàn)PQ將如何轉(zhuǎn)動(dòng)：A、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近導(dǎo)線(xiàn)MN；,同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)MN；4．如圖4所示,長(zhǎng)60cm、質(zhì)量60g的粗細(xì)均勻的金屬棒,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T.求：,金屬棒中應(yīng)通入怎樣大小和方向的電流？〔2〕假設(shè)在金屬棒中應(yīng)通入大小為0.2A自左向右的電流時(shí),彈簧伸長(zhǎng)1mm,假設(shè)在金屬棒中應(yīng)通入大小為0.2A自右向左的電流時(shí),彈簧伸長(zhǎng)是多少？,兩端用相同的輕彈簧掛起,處于一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中〔1〕要使彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)8所示,鐵棒m＝2×10－2Kg,能在水平軌道上無(wú)摩擦地滑動(dòng)過(guò)他的電流9所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN靜止BNI,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)θ與軌道平面成θ角斜向M角夾為α,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)m,置于金屬下勻加速滑動(dòng),導(dǎo)體棒勢(shì)為E的電源接入電路中,7．如圖,寬為.導(dǎo)體棒間的最大靜摩擦力為f.為使導(dǎo)體棒的電阻不計(jì),求需要接入的滑動(dòng)變阻器的阻值范圍.L的框架和ab的質(zhì)量為靜止在框架上,將電動(dòng)的方向垂直于框架平面框架上時(shí)向與體棒與導(dǎo)8．如圖下面兩端分別插在兩便從水銀杯中躍起,上升高度為11所示只水銀杯中,兩杯與一h,求通體的電量.,一段銅導(dǎo)線(xiàn)彎成∏型,其質(zhì)量為m,上面一段長(zhǎng)為B中.導(dǎo)線(xiàn)L,處在勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)線(xiàn)帶開(kāi)關(guān)的內(nèi)阻很小的電源相連.當(dāng)S接通時(shí)過(guò)導(dǎo)1．一根通有電流I的直銅棒用軟導(dǎo)線(xiàn)掛在如圖12-14所示勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,此時(shí)懸線(xiàn)中的張力大2．如圖12-15所示,一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線(xiàn),懸掛于線(xiàn)圈上方,MN與線(xiàn)圈軸線(xiàn)均處于豎直平面內(nèi)[]D．將a、c端接在交流電源的一端,b、d接在交流電源的另一端I的矩形線(xiàn)圈的平面內(nèi)2列哪種運(yùn)動(dòng)？,線(xiàn)圈將會(huì)出現(xiàn)下A．向著導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；B．向著導(dǎo)線(xiàn)平動(dòng)；D．繞軸NN′轉(zhuǎn)動(dòng),那么整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)所大小為[]3C．3ND．NA．2.0牛B．1.0牛5．如下圖2,原來(lái)靜的止圓形線(xiàn)圈通以逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱅,在其直徑AB上靠近B點(diǎn)放一根垂直于線(xiàn)圈平面的、固定不動(dòng),通以垂直平面向里的電流I′,在磁場(chǎng)作用下線(xiàn)圈將[]A．向左平動(dòng)；B．向右平動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)圓C．以直線(xiàn)AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)；D．靜不止動(dòng)6．在傾角為30的斜面上,水平放置一根20厘米長(zhǎng)的銅聯(lián)棍AC,將其兩端用軟導(dǎo)線(xiàn)與電源接,使其中有右圖所示方向的2安培的電流,如空間存在有豎直向上的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4特斯拉的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向,那么AC受的磁場(chǎng)力的大小為是.7．如右圖所示,兩條光滑的金屬導(dǎo)軌互相平行,它們所在平面跟水平面成30角,勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上穿過(guò)導(dǎo)軌平面.此時(shí)在導(dǎo)軌上水平置一根重為0.1牛的金屬桿ab,磁感應(yīng)強(qiáng)度B05.特斯拉,導(dǎo)軌間距離L04.米.導(dǎo)軌兩端與電源、電阻R207.歐姆組成電路,那么組成電路的電源電動(dòng)勢(shì)等于伏特時(shí),桿ab將在導(dǎo)軌上保持靜止,設(shè)電源內(nèi)阻和導(dǎo)軌及桿ab的電阻均略去不計(jì).8．如右圖所示,金屬細(xì)棒ab長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m,以?xún)筛嗤p彈簧吊放在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)為K,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.棒ab中通有穩(wěn)恒電流,棒處于平衡,并且彈簧的彈力恰好為零.那么電流強(qiáng)度是安培,電流方向是.9．如圖12-16所示,放在馬蹄形磁鐵兩極之間的導(dǎo)體棒ab,當(dāng)通有自b到a的電流時(shí)受到向右的安培力作用,那么磁鐵的上端是____極．如磁鐵上端是S極,導(dǎo)體棒中的電流方向自a到b,那么導(dǎo)體棒受到的安培力方向向____．10．一根長(zhǎng)l=0.2m的導(dǎo)線(xiàn)放在傾角α=37°的光滑斜面上,兩端用軟導(dǎo)線(xiàn)相連并通以I=5A電流,方向如圖12-17所示,當(dāng)參加一個(gè)磁感強(qiáng)度B=0.6T,豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,導(dǎo)線(xiàn)恰能平衡在斜面上不下滑,那么導(dǎo)線(xiàn)的重力G=____．〔sin37°=0.6,cos37°=0.8〕11．如圖12-18所示,一細(xì)導(dǎo)體桿彎成四個(gè)拐角均為直角的平面折線(xiàn)彎桿位于豎直平面內(nèi),oa、do'段由軸承支撐桿置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向上,磁感強(qiáng)度為B．,其ab、cd段長(zhǎng)度均為l1,bc段長(zhǎng)度為l2．沿水平放置．整個(gè)彎今在導(dǎo)體桿中沿abcd通以大小為I的電流,此時(shí)導(dǎo)體桿受到的安培力對(duì)OO′軸的力矩大小等于____________．,電源電動(dòng)勢(shì)的最大靜摩擦力為f,為了使導(dǎo)體PQ能靜止于導(dǎo)軌上,在導(dǎo)13．如圖5所示金屬桿m＝5×10－3Kg,放在L＝1m、水平光滑的兩平行金,離地的h＝0.8m.電源電動(dòng)勢(shì)E＝16V,電容器電容C＝200μF,磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T,方向豎直向上.開(kāi)關(guān)S先扳向1,然后扳向2,桿ab被拋到地面上距離S＝6.4×10－2m處.求桿ab被拋出后電離拋出位置的水平容器所帶的電量.14．兩根相距L=1m的光滑平軌,,在導(dǎo)軌上根質(zhì)量m=1Kg的金屬中,當(dāng)在瞬時(shí)電流時(shí),金屬動(dòng),剛好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn),求通電過(guò)程中通過(guò)金屬,右端連接著半徑R=0.5m的光滑棒,整個(gè),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的棒中通以如下圖方向的棒受到安培力作用從靜止起向右滑BRI三、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)子、氘核、氚核,以同樣的速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么軌道半徑最大的粒子是〔〕A、電B、質(zhì)C、氘核2、一帶電粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).如果它又進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),那么〔〕A、粒子的速率加倍,周期減半B、粒子的速率不變,軌道半徑減半子子D、氚核3、質(zhì)子和α粒子由靜止出發(fā)經(jīng)同一電場(chǎng)加速后,沿垂直磁感線(xiàn)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng),那么它們?cè)诖艌?chǎng)中各運(yùn)動(dòng)參量間關(guān)系是同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中〔〕2:1A、速率之比為B、周期之比為1:2C、半徑之比為1:2D、向心加速度之比為2:14、質(zhì)子和α粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作半徑相同的圓周運(yùn)動(dòng).由此可知質(zhì)子的動(dòng)能和α粒子的動(dòng)能之比等于〔A、4:1B、1:1〕C、1:2D、2:1二、例題分析v例1如下圖,一束電子〔電量為e〕以速度v垂直射入磁感應(yīng)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)入射方向的夾角是300,那么電子的質(zhì)量是______,穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是__________.××××××××××××300vB××Oy·例2如下圖在某裝置中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為············B,方向垂直于xoy平面向外.某時(shí)刻在x=l0、y=0處,一質(zhì)子沿y軸的負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng),同一時(shí)刻在x=-l0、B·······y=0處,一α粒子進(jìn)入磁場(chǎng),速度方向與磁場(chǎng)方向垂直.不考慮質(zhì)子與α粒子的相互作用,設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m,·x電量為e.-L0OL0〔1〕如果質(zhì)子能經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,它的速度為多大？··〔2〕如果α粒子與質(zhì)子第一次通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)就相遇,α粒子的速度應(yīng)為何值？方向如何？··例3長(zhǎng)為l的水平極板間,有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如下圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,板間距離也為l,板不帶電,現(xiàn)有質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子〔不計(jì)重力〕,從左邊感線(xiàn)以速度水平射入磁場(chǎng),欲使粒子不打在極板上,可采用的方法是：極板中點(diǎn)處垂直磁Bql5BqlA、使粒子的速度v4mB、使粒子的速度v4m×××××BqlBqlv5BqlC、使粒子的速度vD、使粒子的速度v×m4m4m三、穩(wěn)固練習(xí)1、關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔A、沿電場(chǎng)線(xiàn)方向進(jìn)入電場(chǎng),電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,動(dòng)能一定變大B、沿磁感線(xiàn)方向進(jìn)入磁場(chǎng),磁場(chǎng)力不做功,動(dòng)能不變〕C、垂直電場(chǎng)線(xiàn)方向進(jìn)入電場(chǎng),電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,動(dòng)能一定變大D、垂直磁感線(xiàn)方向進(jìn)入磁場(chǎng),磁場(chǎng)力不做功,動(dòng)能不變2、一帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),現(xiàn)給定了磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、帶電質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量和電荷量.假設(shè)用v表示帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度,R表示其軌道半徑,那么帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期〔〕A、與v有關(guān),與R有關(guān)C、與v有關(guān),與R無(wú)關(guān)B、與v無(wú)關(guān),與R無(wú)關(guān)D、與v無(wú)關(guān),與R有關(guān)3、一帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子的一段徑跡如下圖.徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧.由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減少〔帶電×××××××××××××××××a×量不變〕,從圖中情況可以確定〔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(fù)電D、粒子從b到a,帶負(fù)電〕b××4、兩個(gè)粒子,帶電量相等,在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)〔〕A、假設(shè)速度相等,那么半徑必相等B、假設(shè)質(zhì)量相等,那么周期必相等D、假設(shè)動(dòng)能相等,那么周期必相等C、假設(shè)動(dòng)量大小相等,那么半徑必相等5、荷質(zhì)比為e/m的電子從左側(cè)垂直于界面、垂直于磁場(chǎng)射入寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),要能從右側(cè)穿出這個(gè)磁場(chǎng)區(qū),電子的速度至少為〔〕2BedBedmBedC、2m2BedA、B、D、mm6、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在一段時(shí)t內(nèi)獲得的沖量大小為mv.那么這段時(shí)間Δt為〔間Δ〕mmB、2Bqm2mA、3BqC、BqD、Bq7、如下圖,帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),垂直穿過(guò)均勻鋁板,如果××××××××××××R1=20cm,R2=19cm,求帶電粒子能穿過(guò)鋁板多少次？R2××R1××y8、如下圖,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平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶····O·θ··x····V0·B···正電的粒子以速度v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.假設(shè)粒0子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為l,求該粒子的比荷q/m.M9、圖中虛線(xiàn)MN是一垂直紙面的平面與B的勻強(qiáng)磁·外.O是MN上的,從O點(diǎn)可以+q、質(zhì)量為m、速.先P點(diǎn)相遇,P到O間的相互作用.紙面的交線(xiàn),在平面右側(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為·······················場(chǎng),方向垂直紙面向一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電荷量為率為v的·O··粒子,粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度可在紙面內(nèi)各個(gè)方向后射入的兩個(gè)粒子恰在磁場(chǎng)中給定的的距離為L(zhǎng).不計(jì)重力及粒子〔1〕求所考察的粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑.〔2〕求這兩個(gè)粒子從點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔.·P··N四、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、知識(shí)回憶：1．復(fù)合場(chǎng)：同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域,同時(shí)存在磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的區(qū)域,同時(shí)存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的區(qū)域,都叫做復(fù)合場(chǎng).2．三種場(chǎng)力的特點(diǎn)大小方向做功特點(diǎn)注意點(diǎn)始終豎直向與路徑無(wú)關(guān),與豎直高度差〔1〕根本粒子始終為mg有關(guān),WG=mgh與場(chǎng)強(qiáng)方向與路徑無(wú)關(guān),與始終位置的〔2〕帶電粒子非同即反電勢(shì)差有關(guān),W=qU在電場(chǎng)中一定重力下可不計(jì)重力電場(chǎng)力F=qEAB電受電場(chǎng)力,而只垂直于速度無(wú)論帶電粒子做什么運(yùn)動(dòng),有運(yùn)動(dòng)的電荷洛倫茲力F=qvBSinɑ和磁感應(yīng)強(qiáng)洛度的平面洛倫茲力都不做功才有可能受洛倫茲力作用3．解決問(wèn)題的根本觀點(diǎn)：（1）動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)：牛頓三大定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律（2）動(dòng)量觀點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律（3）能量觀點(diǎn)：動(dòng)能定理和能量守恒定律二、典例分析：例1：套在很長(zhǎng)的在棒上滑動(dòng),將此,且沿水平為B,小球與棒的動(dòng)摩擦因素為u,求小球由靜止沿棒下落的最大加速度和絕緣直棒上的小球,其質(zhì)量為m,帶電量為+q,小球可勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度.〔設(shè)棒豎直放在互相垂直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和最大速度小球的帶電量不變〕析：此題主要要對(duì)小球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況加以分析,其中小球受到的洛倫茲力是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)的變力,因此要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)E過(guò)程的分析.B解：小球受力如圖：由于N=Eq+Bqv,所以F=mg-u〔Eq+Bqv〕.合可見(jiàn)隨v的增大,F減小,那么小球做最后勻速的當(dāng)v=0時(shí),a最大=g-〔uqE/m〕當(dāng)F=0即a=0時(shí)速度有最大加速度越來(lái)越小直到合變加速運(yùn)動(dòng).故：值即v=mg/uqB-E/BFN合洛小結(jié)：此題中小球受5個(gè)力作用,其中洛倫茲力受運(yùn)動(dòng)速度Ff的影響而發(fā)生變化,而進(jìn)引起了N、f的變化,要特別注意.假設(shè)此題中小球帶負(fù)電,情況又如何？mg例2：水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)〔E=17.32N/C〕和水平方向的勻強(qiáng)y磁場(chǎng)〔B=1T〕垂直相交.平面直軸與電場(chǎng)方向相同,oy軸豎直向上,磁場(chǎng)方向垂直oxy平面?zhèn)€質(zhì)量m=2×10-6Kg,電荷量q=2×10-6C的帶電粒子恰好在該平面內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),g=10m/s2,求：(1)帶電粒子在oxy平面內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度的大小和方向？(2)假設(shè)帶電粒子運(yùn)動(dòng)到平行于ox軸的水平直該直線(xiàn)上的Q點(diǎn),那么帶電粒子由P到Q花多少時(shí)析：小球做線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)受到平衡力的作用,當(dāng)撤去磁場(chǎng)后小球受到重力和電場(chǎng)力的作用,應(yīng)結(jié)合小球此時(shí)的速度性質(zhì)和1.小球做線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),重力和電場(chǎng)力恒定,合力為角坐標(biāo)系處在豎直平面內(nèi),oxBE.一PQxO線(xiàn)上的P點(diǎn)時(shí),磁場(chǎng)突然被撤消,隨后帶電粒子再次通過(guò)間？PQ之間的距離為多大？勻速直分析小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程.vqEBqv解：勻速直F=4×10-5N,方向與水平方向成300,那么F與之等值、共線(xiàn)、洛反向,即v的方向與x軸夾600,斜向上.mgv2．撤去磁場(chǎng)后粒子做內(nèi)似與平得：Scos60=vt,Ssin60=〔2g〕t2/2得：t=vtan60/g=3.46s,S=vt/cos60=136.4m小結(jié)：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一定要分析其受力和而分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可成與分解的方法,也可以借助已學(xué)模型加以研究.例3：如圖在x軸上方有,場(chǎng)強(qiáng)為E；在x軸下方有,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向都如下圖.在x軸上有一點(diǎn)M,離O點(diǎn)距離為l.現(xiàn)有一帶電量為+q的粒子,從靜止開(kāi)始釋放后能通過(guò)M點(diǎn).如果此粒子放在Y軸上,其坐標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系？〔重力不計(jì)〕拋的運(yùn)動(dòng),建立如圖的坐標(biāo)系可PQ可解初速度進(jìn)F=2mg采取合勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)析：因粒子從靜止釋放,其初始位置只能在電場(chǎng)中.經(jīng)y電場(chǎng)加速后再經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)方可到達(dá)M點(diǎn)；再考慮可能存在的E周期性.x解：設(shè)粒子靜止于y軸正半軸上,和原點(diǎn)距離為h,由動(dòng)能O定理可得：qEh=mv/2,當(dāng)l=n2R時(shí),粒子能經(jīng)過(guò)M點(diǎn),即l=2Rn,2B又粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有：R=mv/Bq綜上可得：h=B2ql2/8En2m,〔n=1、2、3〕小結(jié)：此題正確分析粒子運(yùn)動(dòng)并準(zhǔn)確畫(huà)出軌跡圖是求解的關(guān)鍵.同時(shí)注重周期性.三、隨堂練習(xí)：1．相互垂直的勻q的油滴,以水平速度v0從a點(diǎn)射入,經(jīng)過(guò)一段時(shí)（1）油滴剛?cè)脒M(jìn)復(fù)合場(chǎng)a點(diǎn)時(shí)的加速度.（2）假設(shè)到達(dá)b點(diǎn)時(shí),偏離入射方向的距離為強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度分別為B和E.一個(gè)質(zhì)量為m,帶正電為間后運(yùn)動(dòng)到b,試計(jì)算：d,其速度是多大？BbdaV0Eyv2．在B；在電場(chǎng)強(qiáng)度為E.一質(zhì)量為m,電荷量為點(diǎn)沿著y軸正方向射出.射出后,第3次到達(dá)射出時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路x軸上方有x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)-q的粒子從坐標(biāo)原x軸時(shí),它與垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感BE應(yīng)強(qiáng)度為,xO點(diǎn)O的距離為L(zhǎng).求此粒子程s〔重力不計(jì)〕+四、課后穩(wěn)固：1．在平行金屬板間,有如下圖的互相正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng).ɑ粒子以速度v從兩板的正中央垂直電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向