[高考]天利淘-磁场.doc

你的首选资源互助社区2010年高考物理考点精炼（8）磁场本章知识网络高考命题展望本章考查的主要是运动电荷在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动的问题，同时涉及到带电粒子在电场和电磁复合场中的运动。对通电导体在安培力作用下的平衡和运动问题的考查明显减少。对带电粒子在磁场中的匀速圆周运动的考查在近几年的高考考查中成为重点内容。另外因为高考题量的减少，使能考查的知识点的覆盖要减少，为解决这个矛盾，考查带电粒子在电场和磁场分立情况下的问题也明显增大。从能力看分析带电粒子在电场和磁场中的运动情景成为考查的重点和难点。考查了考生综合分析问题的能力、空间想象能力、运用数学工具解决物理问题的能力以及考生是否具备了把电场、磁场的性质，牛顿运动定律、圆周运动的知识和功能关系有机的结合在一起。难度通常为中等难度。第一节 磁场的描述、安培力考点跟踪解读考点54：电流的磁场（能力级别：）1磁场存在于磁体和电流周围的一种特殊的物质。磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流具有力的作用。磁场的方向我们规定为：小磁针在磁场中某点N极的受力方向或小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。1电流的磁场电流能产生磁场。电流的磁场方向由安培定则（右手螺旋定则）来判定。安培定则的内容 直线电流的磁场：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。考点55：磁感应强度磁感线地磁场（能力级别：）1磁感应强度在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场力F与电流I和导线长度L的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度定义式 B=F/IL磁感应强度是矢量，它的方向就是该位置的磁场方向，磁感应强度的合成遵循矢量合成的平行四边形法则磁感应强度的单位是特斯拉（T）。磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。磁场中某点的磁感应强度是客观存在的，与放入其中的电流和电流受到的力无关。特别提示：学习时类比于电场强度（参见考点562）的定义，请注意在方向上的区别【例题】下列叙述不正确的是A由磁感强度的定义式可知，磁感强度与通电导线受到的磁场力成正比，与IL成反比B一小段通电导线在某处不受磁场力作用时，该处的磁感强度一定为零C磁感强度的方向与磁场力的方向一致D把一小段通电导线放在磁场中某处时，该导线所受磁场力与其长度和电流强度的乘积的比值叫做该处的磁感强度 解析磁感应强度与电场强度的区别就是它的方向问题在通电直导线垂直与磁场方向放置时，所受到的力与电流强度和导线长度的乘积的比值才是磁感强度，A无此条件，而且磁感强度是由磁场决定的物理量，不由力和电流强度和导线长度的乘积决定，A错；在通电直导线与磁场平行时，磁场力就为零，B错；磁感强度的方向与磁场力的方向相垂直，C错；D也是方向问题，所以D也错了变式练习1关于磁感应强度的下列说法中正确的是A放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大 B磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流的大小、导线长度、导线取向等均无关2磁感线磁感线是为形象的描述磁场而人为假想的一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性的表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线磁感线是闭合的曲线，在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极。磁感线一定不相交。NS请掌握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管、匀强磁场、地磁场形成的磁场的磁感线。NS3地磁场地磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：地磁场的N、S极与地理的南北极相反，但稍有偏差，如图所示为地磁场磁感线的示意图。地磁场B的水平分量总是从地球的南极指向地球的北极，竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，方向水平向北。【例题】在北京地区进行如下实验：一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场的作用下保持静止，一根长直导线位于小磁针的北方，竖直放置，且通有竖直向上的电流，已知地磁场的水平分量为B1，长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为B0，则小磁针的N极将A向西偏转角度qarctan B向西偏转角度qarctan C向东偏转角度qarctan D向东偏转角度qarctan解析北京是在北半球，地磁场的水平分量B1指向指向正北，既不放入通电导线时，小磁针N极指向正北，放入通电导线后，由安培定则知通电导线在小磁针处产生的磁感应强度B0水平向东，所以小磁针的N极偏向东，其角度tanq，所以答案选D。变式练习2若地磁场是由于地球表面带电产生的，则地球表面带电的情况是A正电B负电C不带电D无法确定考点56：磁性材料分子电流假说（能力级别：）1磁性材料根据物质在外磁场中表现的特性，物质可分为三类：顺磁性物质、抗磁性物质和铁磁性物质。见下表。顺磁性物质抗磁性物质铁磁性物质被磁化后磁性的强弱很弱很弱很强被磁化后的磁场方向使外磁场稍有增强使外磁场稍有减弱使外磁场大大增强外磁场撤去以后磁性几乎完全消失磁性几乎完全消失剩余一部分磁性（剩磁）典型代表物质锰、铬、铝等铋、铜、银、惰性气体等金属磁性材料、包括铁、钴、镍及其合金等、铁氧体磁性材料按磁化后去磁的难易还可分为软磁性材料（容易去磁）和硬磁性材料（不容易去磁）；按化学成分可分为金属磁性材料和铁氧体。2分子电流假说分子电流假说由法国学者安培提出：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流分子电流，使每个物质微粒都成了微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极分子电流假说揭示了磁现象的电本质：所有的磁现象都归结为运动的电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用【例题】安培的分子环形电流假说不可以用来解释：A磁体在高温时失去磁性； B磁铁经过敲击后磁性会减弱；C铁磁类物质放入磁场后具有磁性； D通电导线周围存在磁场解析磁铁中各分子电流的取向都大致相同，在高温或敲击时，因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了铁磁性物质在外界磁场的作用下，各分子电流的取向变得大致相同，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极因此，ABC都可以解释，选D【例题】关于磁性材料的说法正确的是：只有少数物质在磁场中能被磁化； B顺磁性物质和铁磁性物质称为弱磁性物质；C磁化后容易失去磁性的物质叫软磁性材料；D常见铁磁性材料有铁、钴、镍及其合金解析任何物质在外磁场中都能够或多或少的被磁化，只是磁化的程度不同，A错；顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，B错；磁化后容易失去磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性物质，C对；铁磁性物质常见的有两大类，金属磁性材料（包括铁、钴、镍及其合金等）和铁氧体，D也对变式练习3关于磁现象的电本质，下列说法正确的是A有磁必有电荷，有电荷必有磁 B磁铁的磁场和电流的磁场都起源于电流或运动电荷，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的 C除永久磁铁外，一切磁场都是由运动的电荷或电流产生的D根据安培的分子电流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向大致相同，物体被磁化，两端形成磁极考点57：磁场对通电直导线的作用.安培力左手定则（能力级别：）1. 磁场对通电直导线的作用磁场对放入其中的通电直导线具有力的作用，其作用力就叫做安培力。2安培力安培力的大小：磁场对通电直导线的作用力就是安培力在电流方向与磁场方向平行时，电流受到的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受到的安培力为，式中F垂直于B、I所决定的平面此公式只适用与匀强磁场，或沿电流流向磁场不变的情况。公式中的“L”指的应该是有效长度，等于两导线端点连接直线的长度，相应的电流方向，指沿导线的始端流向末端。安培力的方向：用左手定则来判定当电流方向与磁场方向既不垂直又不平行时，可以通过分解磁场的方向或把导线的长度投影的方法转化成电流方向与磁场方向垂直与平行两种情况来计算，不超纲应该不出现上述情况3左手定则通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。【例题】将一根长为L的直导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所在平面与磁感线垂直。当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力的大小为ABILBBILCBILDBIL解析该题考查导线的有效长度，长为L的导线，由中点中成直角后，有效长度为斜边的长度，即L，所以答案选D。变式练习4在磁场中某一点，放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1 cm，电流强度为5 A。所受磁场力为5102N。求：（1）这点的磁感应强度是多大？（2）若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？考点58：磁电式电表原理（能力级别：）NS图磁电式电表的构造主要包括：蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的如图所示，这样不管通电导线处于什么角度，它的平面均与磁感线平行，从而保证受到的磁力矩不随转动角度的变化而变化，始终有：M=nBIS（n为线圈的匝数）当线圈转到某一角度时，磁力矩与弹簧产生的阻力矩M相等时，线圈就停止转动，此时指针（指针随线圈一起转动）就停在某处，指向一确定的读数：I=M/nBS，由于M与转动的角度q成正比，所以电流越大，偏转角就越大，q 与电流I成正比能力过关检测题1电磁铁用软铁做铁芯，这是因为软铁A能保持磁性 B可能被其他磁体吸引 C去磁迅速D能导电2把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是A安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 B安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流的方向垂直 C安培力的方向一定跟电流的方向垂直，但不一定跟磁感应强度的方向垂直D安培力的方向，既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂直A3如图所示，两根无限长的平行导线水平放置，两导线中均通以向右的、大小相等的恒定电流I，图中的A点与两导线共面，且到两导线的距离相等，则这两根通电导线在该点产生的磁场的磁感应强度的合矢量A方向水平向右 B方向水平向左 C大小一定为零D大小一定不为零（江苏高考）4图为三根通电平行直导线的断面图若它们的电流强度大小都相同，且abacad，而a点的磁感应强度的方向是A垂直纸面指向纸里B垂直纸面指向纸外C沿纸面由a指向byOzxaD沿纸面由a指出d5在三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动，如图所示，由于电子的运动产生的磁场在a点的方向是Ax方向 Bx方向 Cz方向Dz方向Pab6如图所示，a、b两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，要使P处磁场方向垂直ab的连线水平向右，则a、b中电流方向为A都向外 B都向里 Ca中电流向外，b中电流向里Da中电流向里，b中电流向外ab,rR7质量为m的通电细杆ab置于倾角为q 的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为m。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示。下图是沿ba的方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是ABCD8如图所示，条形磁铁中点正上方有一通电直导线。这条直导线对条形磁铁的作用力的方向为A向上NS B向下 C向左D向右ABII9如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线I，电流方向如图所示，在磁场力作用下圆线圈将A向左平动B向右平动C以直径AB为轴转动D静止不动Bab10如图所示，一根质量为m的导线ab紧靠在间距为d的竖直放置的平行导轨上，ab和导轨间的动摩擦因数为m，ab在导轨的前侧，整个装置处在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中。为使ab能保持水平方向匀速下滑，应在ab中通以一定的电流，则AI，由abBI，由baCI，由abDI，由baabc11如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相等，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是A导线a所受的合力方向水平向右B导线c所受的合力方向水平向右C导线c所受的合力方向水平向左D导线b所受的合力方向水平向左左右12两根互相平行的长直导线位于如图所示的纸面内，导线中通有大小相等，方向相反的电流如图所示，导线a、b所受安培力Fa、Fb的方向是AFa向左、Fb向右BFa向右、Fb向左C两力都垂直纸面，Fa向里、Fb向外D两力都垂直纸面，Fa向外、Fb向里13如图所示，两根平行放置的长直导线和载有大小相同方向相反的电流，受到的磁场力大小为，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，受到的磁场力大小变为，则此时受到的磁场力大小变为（A）， （B）， （C） （D）SBa 15电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成a 角）上，磁场方向和导轨平面垂直。若给导轨以很大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去。已知匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦不计。试问：在导轨与水平方向的夹角一定时，要想提高炮弹发射时的速度v0，从设计角度看可以怎么办？（通过列式分析，加以说明）CDEFBI16如图所示，CD、FE是两个长度均为40 cm、质量分别为60 g、20g的两个金属棒，两端由两根等长的细金属杆相连（不计杆重力），形成闭合回路CDEF，将整个回路用两根绝缘细线悬于天花板上，使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B1 T。在闭合回路CDEF中通以如图所示的电流，电流I0.5 A，待系统稳定后。取g10 m/s2，求（1）细金属杆与竖直方向的夹角（2）每根绝缘细绳所受的拉力第二节 磁场对运动电荷的作用考点跟踪解读考点59：磁场对运动电荷的作用洛仑兹力带电粒子在匀强磁场中的圆周运动（能力级别：）1。磁场对运动电荷的作用磁场对在其中运动的电荷具有力的作用。这个作用力叫做洛仑兹力。洛伦兹力实质上是通电导线所受到的安培力的微观表现。2洛仑兹力洛仑兹力的大小：电荷运动方向与磁场平行时，洛仑兹力为零；电荷方向与磁场垂直时，洛仑兹力为f=qvB洛仑兹力的方向：用左手定则判断四指所指与正电荷速度方向同向，与负电荷速度方向相反当电荷运动方向与磁场方向既不垂直又不平行时，可以通过分解磁场的方向或电荷运动的速度方向的方法转化成电荷速度方向与磁场方向垂直与平行两种情况来计算，不超纲应该不出现上述情况运动电荷垂直进入磁场中，如果仅受洛仑兹力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，即，可以导出两个公式：半径公式，周期公式。xyzOv1q1F1v1【例题】一个不计重力的带正电的微粒电荷量为q4.010-10C。当以v13.0105 m/s的速度，在xOy平面内沿与x轴正方向成q145角的方向运动时，一个匀强磁场作用在该粒子上的力F1沿负z轴方向。当以v22.0105 m/s的速度沿z轴正方向运动时，它受到的一个沿x轴正方向的力F24.010-5N。求：（1）磁场的磁感应强度的大小和方向（2）F1的大小。解析根据带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力的规律可知，不论粒子以怎样的速度进入磁场，如果它受到洛伦兹力，则该力必与磁场的方向垂直。第一种情况下，洛伦兹力沿负z轴方向，故B的方向在xOy平面内，第二种情况下，洛伦兹力沿x轴正方向，故B的方向在yOz平面内，而同时在两个平面内的一定是沿y轴方向，在第一或第二种情况下用左手定则，可判定B的方向是沿y轴负方向。在第一种情况下，有F1qv1Bsinq1在第二种情况下，有F2qv2B代入数据，可以求得 B0.5 T，F14.2105NOxy变式练习1如图，在x轴的上方（y0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x=_，最大y=_.(全国高考卷)高考考点60：质谱仪回旋加速器（能力级别：）A1质谱仪如图所示，如果容器中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子，经过加速电场加速以后，进入磁场是将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫做质谱线每一条质谱线对应于一定的质量从谱线的位置可以知道圆周的半径，如果再知道带电粒子的电荷量，就可以算出它的质量这种仪器叫做质谱仪质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪首先得到了氖20的质谱线，证实了同位素的存在后来经过多次改进，质谱仪已经成了一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具SB2P1P2P3P4B1【例题】如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲= m乙 m丙= m丁，v甲 v乙= v丙v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是 A甲乙丙丁 B甲丁乙丙C丙丁乙甲 D甲乙丁丙解析在速度选择器中有：Eq=Bqv，即满足v=E/B1，因为E和B1都是定值所以只允许速度为v的带电粒子通过。若速度大于v则洛仑兹力大于电场力，打在上极板上，即P2为丁；同理P1为甲。乙和丙速度相同，在磁场内偏转，因为质量大的偏转半径r大，即P3为乙，P4为丙。所以选BabRSB变式练习：2磁流体发电机是由燃烧室、发电通道和偏转磁场组成，在2500K以上的高温下，燃料与氧化剂在燃烧室混合，燃烧后，电离为导电的正、负离子（即等离子体），并以每秒几百米的速度喷入磁场，在洛伦兹力的作用下，磁场中有两块金属板a、b，这时金属板上就聚集电荷，产生电压。设等离子体以速度v通过磁感应强度为B的匀强磁场，a、b间距为d，负载电阻为R，求：（1）试说明哪个电极为正极？（2）计算电极间的电势差。（3）发电通道两端的压强差。2回旋加速器A1A1A0A2A2A3A3A4回旋加速器：回旋加速器的工作原理如图所示，放在A0处的粒子源发出一个带正电的粒子，它以某一速率v0垂直进入匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动经过半个周期，当它沿着半圆弧A0A1到A1时，在A1处造成一个向上的电场，使这个带电粒子在A1A1处受到电场的加速，速率由v0增加到v1，然后粒子以速率v1在磁场中做匀速圆周运动如此继续下去，速率将一步一步地增大【例题】回旋加速器磁场的磁感应强度B=1.5 T，它的最大回旋半径r=0.50 m，当分别加速质子和a粒子时，求：（1）加在两个D形盒间交变电压的频率之比（2）粒子所获得的最大动能之比及最大动能（3）粒子的最大速率之比解析（1）回旋加速器中所加交变电压周期应等于被加速粒子的回旋运动周期，T=2pm/qB。当磁感应强度B，比荷一定时，加速质子和a粒子的交变电压频率之比为2(2)由r=mv/qB得v=qBr/m，故粒子的动能Ek=mv2=q2B2r2/2m。同一加速器的B、rmax一定，=1，即质子和a粒子被加速后获得的最大动能相等。单个粒子的最大动能为Ekmax=27 MeV（3）由Ekp=Eka，得=2变式练习：3如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出求：（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；（2）设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增量，加速到上述能量所需回旋周数是多少；（3）加速到上述能量所需时间为多少能力过关检测题1两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而作匀速圆周运动。 A若速率相等，则半径必相等 B若质量相等，则周期必相等 C若动能相等，则周期必相等D若动量相等，则半径必相等 （全国高考卷）ab2一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场。粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）。从图中情况可以确定A粒子从a到b，带正电 B粒子从a到b，带负电 C粒子从b到a，带正电D粒子从b到a，带负电B1B23如图所示，在匀强磁场中，磁感应强度B12B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区运动到B2磁场区时，粒子的A频率将加倍 B轨迹半径加倍 C周期将加倍D做圆周运动的角速度将加倍B1B2v0MN4如图所示，以M、N为界的两匀强磁场B12B2，一带电q、质量m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向左通过O点，不计粒子的重力A2pm/qB1 B2pm/qB2 C2pm/q(B1B2)Dpm/q(B1B2)ABCEF 5如图所示，在一个半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于圆面向里，一带电粒子从磁场边界的A点以一定初速度进入磁场区域内，粒子将做圆周运动到达磁场边界的C点，但在粒子经过D点时，与一个原来静止的、不带电的粒子相碰，碰撞后，两者结合在一起形成一个新的粒子。关于这个新粒子的运动情况，下列判断正确的是（设带电粒子仅受洛伦兹力）A新粒子的运动半径将不变，仍然到达C点B新粒子的运动半径将增大，可能到达E点C新粒子的运动半径将减小，可能到达F点D新粒子在磁场中的运动时间将变短BA 6光滑水平面上有一个带负电的小球A和一个带正电的小球B，空间存在着竖直向下的匀强磁场，如图所示。给小球B一个合适的初速度，B将在水平面上按图示的轨迹做匀速圆周运动。在运动过程中，由于B内部的因素，从B中分离出一小块不带电的物质C（可认为刚分离时二者的速度相同），则此后AB会向圆外飞去，C做匀速直线运动BB会向圆外飞去，C做匀速圆周运动CB会向圆内飞去，C做匀速直线运动DB会向圆内飞去，C做匀速圆周运动S UBE7如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。如果要使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取了以下措施，则其中可行的是A适当减小电场强度EB适当减小磁感应强度BC适当增大加速电场的宽度D适当减小加速电压Uv ABR8目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化成电能。如图所示为它的发电原理。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，从整体来说呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积为S的相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为AI，ARBBI，BRACI，BRADI，ARB9有两束均由质子和氚核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氚核具有相同的动量，第二束中的质子和氚核具有相同的动能，现打算将质子和氚核分开，以下方法中可行的是：让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出；让第一束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出；让第二束粒子流垂直电场方向进入电场后穿出；让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出。ABCD答：B AB10在垂直纸面向外的匀强磁场中，有两个足够长的光滑绝缘滑轨（两滑轨与水平面间夹角相等），如图所示，两个质量相等带负电的小球被两相同的弹簧拴住，球和弹簧之间绝缘，弹簧上端挂在滑轨的顶端，小球可静止于滑轨上，现使小球无初速地从弹簧原长位置滑下（不考虑两球之间的库仑力），以下说法正确的是：两球沿滑轨下滑过程中的速度大小时刻相等；两球沿滑轨下滑过程中的速率时刻相等；两球不能离开滑轨运动；撤去磁场后，两球沿滑轨振动，周期相等。ABCDv11在如图中竖直平面的虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知带正电荷的小球从左边水平射入虚线所围的竖直平面，穿过这个区域时速度不变。小球重力为G。则这个区域中的E与B方向可能是AE与B方向都竖直向上BE与B方向都垂直纸面向里CE与B的合矢量方向竖直向上DB斜向下指向纸面内，E斜向上指向纸面外 abPB12如图所示，带电平行板间匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑轨道上的a点自由滑下，经轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经过P点进入板间后的运动过程中，以下分析中不正确的是A其动能将会增大B其电势能将会增大C小球所受的洛伦兹力将会逐渐增大D小球受到的电场力将会增大13如图所示，已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，（E和B已知），液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动，则 BEA液滴在空间可能受四个力作用B液滴一定带正电C液滴做圆运动的半径rD液滴在场中运动时总动量不变 abcd14如图所示，a、b时一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在匀强电场E。从两板左侧中c处射入一束正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束，则下列判断正确的是A这三束正离子的比荷一定相同B这三束正离子的质量一定相同C这三束正离子的电量一定有三种不同的数值D这三束正离子的比荷一定有三种不同的数值15如图，质量为m，电量为q的带正电的物体，在绝缘的水平地面上运动，物体与地面间的动摩擦因数为m，整个装置放在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。设某时刻物体的速度为v，则下列叙述错误的是v A物体的速度v减小到零通过的位移等于B物体的速度v减小到零通过的位移大于C如果再加上一个方向水平的向左的匀强电场，物体可能做匀速运动D如果再加上一个方向竖直向上的匀强电场，物体有可能做匀速运动abBd液体16如图所示为一电磁流量计的示意图，截面为一正方形的非磁性管，其每边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动的方向加一指向纸面向里的磁场，磁感应强度为B。现测得液体表面上a、b两点间的电势差为U，求管内导电液体的流量Q。17如图所示，PQ、MN是两平行板，它们之间存在一个匀强磁场区，磁场方向与两板平行。假设氢核、氦核两种粒子，以相同的速度v从板PQ中央的小孔O垂直进入磁场区，在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的MN上，留下痕迹。已知氢核质量为m，电量为e，PQ与MN之间的距离为L，且a、d两点到O 距离均为L。求L PQMNBabcdOO（1）指出a、b、c、d四点中哪两点是氢核和氦核留下的痕迹？（2）匀强磁场的磁感应强度B为多大？（3）两种粒子在感光底片上留下的痕迹间的距离为多少？v/cms-1O-30201015 10 15 20 25 10v/cms-1乙甲v 甲18如图所示，一质量为0.4 kg的足够长且粗细均匀的绝缘细管置于水平地面上，细管内表面粗糙，外表面光滑；有一质量为0.1 kg 的，电量为0.1 C的带正电的小球沿管以水平向右的速度进入管内，细管内径略大于小球直径，已知细管所在位置有水平方向垂直于管向里的匀强磁场，磁感应强度为1 T，（g取10m/s2）。（1）当细管被固定不动时，在（乙）图中画出初速度v0和最终速度vt的关系图线。（取水平向右为正方向）（2）若细管不固定，带电小球以20 m/s的初速度进入管内，且整个过程中细管没有离开地面，则系统中最终产生的内能为多少？ ABCD19如图所示，置于光滑水平面上的绝缘的小车A、D足够长，质量分别为mA3 kg、mD0.5 kg，可视为质点的带正电的带电体C，带电量q0.2 C，并位于D车的最右端，整个空间有一沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B10 T，小车D、带电体C静止，小车A以初速度vA10 m/s垂直于磁场方向向右运动，并与小车D正碰，碰撞时间极短。已知碰后瞬时小车D的速度为9 m/s，物体C与D之间有摩擦，其它摩擦不计，g取10 m/s2。求：（1）小车A与D碰后瞬时A的速度大小和方向（2）为避免A与D发生第二次碰撞，C的质量必须满足什么条件？d乙A1A2A3AnAn1甲20正负电子对撞机的最后部分简化示意图如图甲所示（俯视），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正负电子做圆周运动的“容器”，经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，它们沿管道向相反的方向运动。在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁，即图中的A1、A2、A3An，共n个，均匀分布在整个圆环内（图中只示意形地用细实线画出几个），每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场，并且磁感应强度都相同，方向竖直向下，磁场区域的直径为d，改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度。经过精确调整，实现电子在环形管道中沿图中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的同一条直径的两端，如图乙所示。这就为进一步实现正、负电子的对撞做好了准备。（1）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的。 （2）已知正、负电子的质量都是m，所带电荷都是元电荷e，重力不计，试求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小。本章能力检测题1如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通一图示方向的电流时, A. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用 B磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用 C磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用2.两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB固定，CD可自由活动，当通以图所示方向电流时，CD导线将 A顺时针方向转动，同时靠近AB B逆时针方向转动，同时离开AB C顺时针方向转动，同时离开AB D逆时针方向转动，同时靠近AB3把长方形导线圈用细线挂在通电直导线附近，两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活动，如图所示，当长方形导线圈通以如图示的电流时，线圈将 A不动 B发生转动，同时靠近导线AB C发生转动，同时离开导线AB D靠近导线AB4如图所示，一根长为L的细铝棒用劲度系数均为k的弹簧悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流I方向从左向右时，弹簧缩短x，而当电流反向强度不变时，弹簧伸长x则该磁场的磁感强度为 A B. C. D. v5长为L，间距也为L的两平行金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，今有质量为m、带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是 A B C D6如图所示，abcd是一正方形塑料盒的截面，a处开有小孔，正离子由a孔沿ab方向以一定的速度v0射入盒内这时如果加上一个沿ad方向的匀强电场，场强大小为E，正离子会击中c点；若不是加电场，而是加上一个垂直纸面向外的磁感强度为B的匀强磁场，正离子亦会击中c点则正离子的入射速度v0与E、B之间应有的关系是 Av0=E/2B B. v0=E/B C. v0=2E/B D. v0=E/B 7如图所示的正方形空腔内充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，空腔顶角a、b、c处各有一小空隙，一束质量不等的一价正离子从a处平行空腔边界沿垂直磁场方向射入空腔内，结果有一部分离子从b处射出，另一部分离子从c处射出，那么 A从同一空隙处射出的离子具有相同的速度 B从同一空隙处射出的离子具有相同的动能 C从同一空隙处射出的离子具有相同的动量 D从b处与从c处射出的离子的速率之比必定是1 60Ov1v28如图所示，ab和cd是匀强磁场中与磁场方向垂直的平面内两条平行直线在ab直线上的O点将同种带电粒子以不同的初速度发射出去，初速度方向均沿Ob方向其中粒子1在通过直线cd时，其速度v1的方向与cd垂直，粒子2在通过直线cd时，其速度v2方向与cd的夹角为60从射出到经过直线cd，粒子1经历的时间为t1，粒子2经历的时间为t2，则t1与t2的比值是 At1t2=32 Bt1t2=43 Ct1t2=2 Dt1t2=9一正电荷以速率v沿x轴方向进入垂直于纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场中，如图所示，为使电荷能做直线运动，必须加一个电场进去，此电场强度应该是 A沿轴的正方向，大小为Bv/q B沿轴的负方向，大小为Bv C沿轴的正方向，大小为v/BD沿轴的负方向，大小为Bq/v 10如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑圆槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T，有一质量为m=0.10g的带正电的电量为q=1.610-3C的小球在水平轨道上向右运动，小球恰好能通过光滑圆槽轨的最高点，则下列说法正确的是 A.小球在最高点只受到洛仑兹力和重力的作用 B由于无摩擦力，且洛伦兹力也不做功，所以小球到达最高点和小球在水平轨道上的机械能相等 C如果小球到达最高点的线速度是v，小球在最高点有式子成立 D如果重力加速度取10m/s2，则小球的初速度为4.6m/s11如图所示，质量为m、带电量为+q的小滑块放在绝缘的水平面上，空间充满磁感强度为B的水平匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里某一时刻滑块受到打击以初速度v0开始在水平面上向左滑行已知滑块与水平面之间的动摩擦因数为m，则 A滑块在水平面上滑行的时间大于 B滑块在水平面上滑行的时间等于 C若另加一个电场强度E=Bv0，方向竖直向上的匀强电场，滑块将在水平面上作匀变速运动 D若另加一个电场强度，方向竖直向上的匀强电场，滑块将在水平面上作匀速运动 B12如图所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电的小球在匀强磁场中做简谐运动，则 A当小球每次通过平衡位置时，动能相同 B当小球每次通过平衡位置时，动量相同 C当小球每次通过平衡位置时，丝线的拉力相同 D撤消磁场后，小球摆动的周期不变abl13如图所示，实线表示处在竖直平面内的匀强电场的电场线，与水平方向成a角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成b角，且ab，则下列说法中正确的是 A液滴一定做匀速直线运动 B液滴一定带正电 C电场线方向一定斜向上 D液滴有可能做匀变速直线运动MNPBE14如图所示，匀强电场E的方向竖直向下，匀强磁场B的方向垂直纸面向里，让三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P进入该区域中，M进入后能向左做匀速运动，N进入后能在竖直平面内做匀