2022年吉林省高考物理總復(fù)習(xí)：磁場

2022年吉林省高考物理總復(fù)習(xí)：磁場

1.為了診斷病人的心臟功能和動(dòng)脈中血液粘滯情況，需要測量血管中血液的流速和流量（單

位時(shí)間內(nèi)流過血管橫截面的血液的體積）。如圖所示是電磁流量計(jì)示意圖，將血管置于磁

感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，測得血管兩側(cè)電壓為U.已知血管的直徑為d,則血液在

血管中的流速v=二，流量Q=o

~Bd——4B—

xxxH

卜”.x7x,

XXX

【分析】當(dāng)導(dǎo)電液體中的正負(fù)離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在上下兩端間形成電

勢差，最終離子受電場力和洛倫茲力處于平衡，根據(jù)平衡求出離子的速度，

再根據(jù)Q=先求出導(dǎo)電液體的流量。

【解答】解：當(dāng)正負(fù)離子受到的電場力與洛倫茲力平衡時(shí)，離子不再偏移，此時(shí)ab間有

穩(wěn)定的電勢差，形成一個(gè)勻強(qiáng)電場，

對(duì)離子有：qvB=q*解得v=備。

設(shè)在時(shí)間At內(nèi)流進(jìn)管道的血液體積為V,則流量Q=與=蝴售=喘

工AcAc

UTldU

故答案為：而；弁。

【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵理解最終離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，根據(jù)平

衡求出離子的流動(dòng)的速度，從而得出流速。

2.圖示為環(huán)形加速器，整個(gè)裝置處在垂直于環(huán)面向外、大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場中。A、B

為兩塊中間開有小孔的極板，每當(dāng)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子從B板小孔射

入兩板間時(shí)，兩板間會(huì)加上電壓U,使粒子在兩板間得到加速，粒子離開兩板間后，兩

板間的電壓立即減小為零，粒子始終在環(huán)形區(qū)域中做半徑不變的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩板間

距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑R,不計(jì)粒子的重力，設(shè)粒子開始時(shí)在B板小孔附近由靜止釋放加

速，粒子每加速一次速度的增量不相同（選填“相同”或“不相同”）。粒子第一次

被加速的時(shí)間與第二次被加速的時(shí)間之比為」_?若粒子被加速了n次，

則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為-網(wǎng)吧。

q—

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【分析】粒子在電場中加速，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，每次加

速度的初速度等于前一次加速的末速度，且加速的位移大小以及加速度相等，根據(jù)勻變

速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式分析每一次加速的時(shí)間之比，根據(jù)動(dòng)能定理分析每一次加速

的速度增量，應(yīng)用牛頓第二定律與粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式分析答題。

【解答】解：（1）由動(dòng)能定理得：qU=4Ek,粒子每加速一次動(dòng)能的增量相同，速度的

增量不相同；

（2）粒子第一次被加速的時(shí)間與第二次被加速的位移和加速度相同，所以其時(shí)間之比為

1：（V2-1）；

（3）由動(dòng)能定理知nqU=1mv^；得到Vn=」案"

由牛頓第二定律，則有：qvnBn=m最

解得：Bn=兼，以Vn結(jié)果代入，得感應(yīng)強(qiáng)度為Bn=壓/陪；

故答案為：（1）不相同，（2）1：（夜-1）；（3）W2mnU

q

【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是明確知道粒子的運(yùn)動(dòng)過程，知道粒子的加速度運(yùn)動(dòng)是間斷的,

但可以將所有的加速運(yùn)動(dòng)看作是一個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；

3.一質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子，以速度v垂直射入足夠大的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁

場中，重力不計(jì)，則它運(yùn)動(dòng)的半徑為—,周期為——。

—qB——qB—

【分析】粒子垂直于磁場方向進(jìn)入磁場從而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力

求解粒子運(yùn)動(dòng)的半徑，根據(jù)周期與線速度的公式求解運(yùn)動(dòng)的周期。

【解答】解：粒子在磁場總做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即作8=m號(hào)”2,

所以粒子的運(yùn)動(dòng)半徑為r=黃,

所以周期為7=平=等。

mv2rcm

故答案為：—,

qBqB

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【點(diǎn)評(píng)】明確知道粒子垂直于磁場進(jìn)入做d是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，知道粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

向心力等于洛倫茲力。

4.安培定則：右手手握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致,彎曲

的四指所指的方向就是磁場的方向。這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則。

安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖

?

*X

*X

*X

*X

卜JX

1o?1

【分析】安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓大拇指所指的方向跟電流方向一致，彎曲的四指

所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。

【解答】解：根據(jù)安培定則的內(nèi)容判定線電流的磁感線的方法是：右手握住導(dǎo)線，讓大

拇指所指的方向跟電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。

故答案為：右手，電流，磁場，右手螺旋

【點(diǎn)評(píng)】該題考查安培定則的簡單應(yīng)用，之間使用安培定則即可。屬于基礎(chǔ)題目。

5.一根導(dǎo)線長0.2m,通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是6XIO^N,則

該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是0.1T：如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處

的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是0.1T.

【分析】B_LL,根據(jù)安培力的公式F=BIL,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B,注意公式B=。是采用比

值法定義的，磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與F,II等因素?zé)o關(guān)，是由磁場本身決定的.

【解答】解：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，有：B=《=^=(MT,由此可知該處的磁感

應(yīng)強(qiáng)度為0.1T,這與導(dǎo)線的放置、長短、電流大小等因素?zé)o關(guān)，即該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度有

磁場本身決定.

故答案為：0.1,0.1

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式：B=3的理解和應(yīng)用，屬于簡單基礎(chǔ)題目，平

時(shí)訓(xùn)練不可忽視要加強(qiáng)練習(xí).

6.如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著匝數(shù)為n的

矩形線圈，線圈的水平邊長為L,處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂

直。當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)祛碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，

這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的祛碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡。

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（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B=—就_。（用已知量和測量得至U的量n、m、L、I表達(dá)）

（2）當(dāng)n=9,L=10.0cm,I=0.10A,m=9.0g,g=10m/s2時(shí)，可計(jì)算得B=QJT。

盅

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【分析】天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力方向反向，則右邊相當(dāng)于多

了或少了兩倍的安培力大小

【解答】解：（1）設(shè)左右祛碼質(zhì)量分別為mi、m2，線圈質(zhì)量為mo＞當(dāng)磁場方向垂直向

里時(shí)，根據(jù)平衡條件有：

mig=（mo+m2）g-nILB

當(dāng)磁場方向垂直向外時(shí)，根據(jù)平衡條件有：

（mi+m）g=（mo+m2）g+nILB

聯(lián)列解得：B=^

（2）代入數(shù)值解得：B=0.5T

故答案為：（1）胃；（2）0.5

【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會(huì)利用力的平衡去求解問題。

7.作用在導(dǎo)電液體上的安培力能起到推動(dòng)液體流動(dòng)的作用，這樣的裝置稱為電磁泵，它在

醫(yī)學(xué)技術(shù)上有多種應(yīng)用，血液含有離子，在人工心肺機(jī)里的電磁泵就可作為輸送血液的

動(dòng)力.某電磁泵及尺寸如圖所示，矩形截面的水平管道上下表面是導(dǎo)體，它與磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，并有長為1的部分在磁場中，當(dāng)管內(nèi)充滿血液并通以橫穿管子

的電流時(shí)血液便能向前流動(dòng).為使血液在管內(nèi)不流動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生向前壓強(qiáng)P,電流強(qiáng)度應(yīng)

調(diào)節(jié)為—土.由于血液的特殊性,在電流方向上單位截面承受的電流強(qiáng)度不能超過I',

P

若其他條件不變，勻強(qiáng)磁場的寬度1至少為