2012寒假作业磁场3.doc

作业日期：2012年19、20日高二年级物理寒假作业基础知识一、磁场：1、定义：存在于 和 周围的一种特殊物质2、基本性质：对放入其中的磁体或电流产生 的作用。3、方向的确定： 小磁针：（规定）小磁针在磁场中某点 极的受力方向（或小磁针 时N极的指向）为该点的 方向。由磁感线的方向确定。由磁感应强度的方向确定二、磁感线：1、定义：为形象描述磁场而引入的一簇 ，它是 模型，实际是不存在的。2、特点： 磁感线的 表示磁场强弱，磁感线上 表示该点的磁场方向 磁体外部的磁感线从 极指向 极，而磁体内部的磁感线从 极指向 极电流的磁感线方向由 判定，磁感线是 曲线 任意两条磁感线不 ，也不 。3、要掌握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管以及匀强磁场的磁感线分布情况及特点。 三磁感应强度：1、定义：在磁场中 于磁场方向的通电导线，受到的磁场作用力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的 。（其理解可与电场强度类比）2、定义式： （LB）；3、B是描述磁场的力的性质的物理量，与F、I、L无关它是由 性质及 位置决定的，单位：1T=1N/A.m四、磁通量1、定义： 与垂直磁场方向的 的乘积叫穿过这个面积的磁通量，公式： 单位： 注意：如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直磁场方向上的投影面积S，即 BSBScos2、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数二、磁场对电流的作用磁场对通电直导线的作用安培力1、大小：在匀强磁场中，当导线方向与磁场方向 时F安=0；当导线方向与磁场 时，F安= 。2、方向：用“ ”判定。3、注意：F安=BIL的适用条件：一般只适用于 磁场；L B；如果是弯曲的通电导线，则L是指 ，它等于 长度（如图所示），相应的电流方向沿L由 流向 三、磁场对运动电荷的作用一、磁场对运动电荷的作用洛仑兹力1、洛仑兹力的大小: （v与B垂直）2、洛仑兹力的方向: 注意：洛仑兹力与安培力的关系：（1）洛仑兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛仑兹力的 （2）洛仑兹力恒 功，但安培力却可以做功二、带电粒子在匀强磁场中运动1、若vB，带电粒子以速度v做匀速直线运动（此情况下洛仑兹力f0）2、若vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动 、向心力由洛仑兹力提供_ 、轨道半径公式：R=_； 、周期:T=_三、带电粒子做匀速圆周运动的分析方法：1、圆心的确定：（1）已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作 入射方向和出射方向的直线，两条直线的 就是圆弧轨道的圆心（2）已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点,作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心2、半径的确定和计算：（1）利用平面几何关系，求出该圆的可能半径（或圆心角）（2）注意以下重要的几何特点：粒子速度的偏向角（）等于回旋角（圆心角），并等于AB弦与切线的夹角（弦切角）的2 倍（如图），即=2t.3、运动时间的确定:（1）直接根据公式 t =s / v 或 t =/求出运动时间t；（2）粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角（即圆心角）与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360,计算出圆心角的大小，由公式t=T/360,可求出粒子在磁场中的运动时间。注意：圆周运动中有关对称规律：如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内沿径向射入的粒子，必沿径向射出等等。四、带电粒子在磁场中的运动带电粒子在有界磁场中的偏转问题分析一、穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。偏转角由sin=L/R求出。侧移由R2=L2-(R-y)2解出。经历时间由得出。注意：这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点，这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同！二、穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角可由求出。经历时间由得出。注意：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。第三章自我检测一、每小题8分，共72分 1关于磁场和磁感线的描述，下列说法错误的是 （ ）A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极；B.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向；C.沿磁感应线方向，磁场逐渐减弱；D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小。2在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为 （ ）A正东 B正西 正南 正北 3如图8-2，环形导线和直导线AB相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径，若直导线被固定不动，则两者通以图示方向(直线电流向右，环形电流顺时针)的电流后，环形导线的运动情 况是 （ ）A静止不动 B 以直导线为轴转动C向上运动 D向下运动 图44.如图所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，图中1和2为质子的径迹，3为粒子的径迹它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨迹半径r1r2r3并相切于P点，设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则()AT1T2v3 Ca1a2a3 Dt1t2vNB.两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FMFNC.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D.磁场中小球能到达轨道另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处6.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法正确的是()A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小D对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变 7如图所示，相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上的小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速均不计，当变阻器的滑动触头在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器滑片滑到A点后（ ）A粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变B粒子在M、N间运动过程中，动能一定增大C粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小D粒子可能从M板的右边缘飞出8如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成角，则正、负粒子在磁场中()A运动时间相同B运动轨迹的半径相同C重新回到边界时速度大小和方向相同D重新回到边界时与O点的距离相等9等边三角形的金属框abc，置于垂直纸面指向读者的匀强磁场中，且线框平面与磁感线垂直,方向如图8-7所示，则线框各边所受安培力的方向为垂直于线框各边且指向三角形_（填“外侧”或“内侧”）；线框所受安培力的合力是_。 二本题共2个小题，每小题14分，共28分 10如图所示，相距20 cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为a=370，上面放着质量为80 g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2 T的匀强磁场中若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在轨道上，必须通以多大的电流？若磁场方向垂直斜面向下，要使