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周练九磁场【知识要点】1磁场：磁场是存在于 的一种物质，对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用，所有的磁现象都是通过 而发生的相互作用2磁感线：（1）磁感线是徦想曲线的并不是客观存在的（2）磁感线是闭合曲线。磁体的外部是 。磁体的内部是 （3）磁感线的 表示磁场的强弱，磁感线上某点的 方向表示该点的磁场方向（4）安培定则：大姆指指向电流方向或者磁场方向，四指弯曲的方向指向 方向或者 方向。（5）熟记常用的几种磁场的磁感线空间分布（6）匀强磁场：磁感应强度 和 处处相同的区域，叫匀强磁场.3磁场对通电导线的作用力（1）安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力（2）大小：F （是I与B的夹角），当通电导线与磁场方向 时，安培力有最大值；当通电导线与磁场方向平行时，安培力等于 。（3）方向：用 定则来判定，安培力F的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直,即F跟 和 所在的面垂直但B与I的方向不一定垂直4磁感应强度：表示磁场强弱的物理量，是 量，它的大小B= （当的方向垂直于电流方向时），它的方向就是磁场方向，也是磁感线的切线方向或者小磁针N极受力方向，单位是特斯拉，符号T5.洛伦兹力：（1）洛仑兹力: 对 电荷的作用力（2）大小：F= ，是v、B之间的夹角,当带电粒子的运动方向与磁场方向互相 时，F0；当带电粒子的运动方向与磁场方向互相 时，f=qvB，只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用。（3）方向：使用 定则判定洛伦兹力方向时，伸出左手，让拇指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向 运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向 ）则拇指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向洛伦兹力f的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即f总是垂直于B和v所在的平面。7带电粒子以一定的初速度垂直于匀强磁场方向进入，只受洛仑兹力时，带电粒子做匀速圆周运动其轨迹半径r= ，其运动周期T= （与速度大小和轨道半径 关）6洛仑兹力的应用实例：(1)带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定:a.用几何知识确定圆心并求半径: 轨迹中任意两点（大多是射入点和出射点）的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心。然后利用几何关系找半径。b.确定轨迹所对应的圆心角，计算出圆心角的大小，再由公式t=T/2可求出运动时间c.注意圆周运动中有关对称的规律: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(2)质谱仪: 主要用于测量粒子的比荷、质量、研究同位素。原理：加速场中：qU=mv2/2 速度选择器中：v=E/B1偏转场中：d2r，qvB2mv2/r 比荷：q/m=2E/B1B2d质量：m=B1B2dq/2E(3)回旋加速器：a.组成：两个D形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压Ub.作用：电场用来对粒子 ，磁场用来使粒子 ，高能粒子是研究微观物理的重要手段c要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期d.回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式Ek=mv2/2=q2B2R2/2m来计算，在粒子电量q、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越 SN【典型例题】第二题例一、如图所示，小磁针放在螺线管的内部，开始时，小磁针处在水平面上，并可以自由转动，则当开关闭合后，小磁针的状态为（ ）A小磁针在水平面上转动，最终N极水平向左B小磁针在水平面上转动，最终N极水平向右C小磁针在竖直面内转动，最终N极竖直向上D小磁针在竖直面内转动，最终N极竖直向下例二、如图所示，两根垂直纸面平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是( ) IA.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动C.a端转向纸外，b端转向纸里 D.a端转向纸里，b端转向纸外 变式、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则 （ ）A.磁铁对桌面压力增大 B.磁场对桌面压力减小C.桌面对磁铁没有摩擦力 D.桌面对磁铁摩擦力向右Oacdb例三、电子与质子速度相同，都从O点射入匀强磁场区，则图中画出的四段圆弧，哪两个是电子和质子运动的可能轨迹( )Aa是电子运动轨迹，d是质子运动轨迹Bb是电子运动轨迹，c是质子运动轨迹Cc是电子运动轨迹，b是质子运动轨迹Dd是电子运动轨迹，a是质子运动轨迹变式1、如图所示一束电子（电量为e）以速度垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30，则电子的质量是 ，穿过磁场的时间是 变式2、如图所示，有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为（ ）A.1 B.12 C.11 D.21 例四、如图所示，重为3N的导体棒，放在间距为d=1m的水平放置的导轨上，其中电源电动势E=6V，内阻r=0.5，定值电阻R0=11.5，其它电阻不计。试求：（1）若磁场方向垂直导轨平面向上，大小为B=2T（图未画出），要使导体棒静止不动，导轨与导体棒间的摩擦力至少为多大？（2）若磁场大小不变，方向与导轨平面成角。如图所示，此时导体棒所受的摩擦力多大？例五、如图所示，质量为m，带电量为q的小球，在倾角为的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和位移分别是多大？巩固练习1通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则（ ）A螺线管的P端为N极，a接电源的正极B螺线管的P端为N极，a接电源的负极C螺线管的P端为S极，a接电源的正极 D螺线管的P端为S极，a接电源的负极2以下说法中正确的是（ ）A通电导线在某处所受安培力为零，那么该处的磁感应强度必定为零B若长为L、电流为I的导线在某处受到的安培力为F，则该处的磁感应强度必为F/ILC如果将一段通电导线放入某处，测得该处磁感应强度为B，若撤去导线，该处磁感应强度为零D以上说法均不正确3如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁棒，其中条形磁棒的N极位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（ ）A若将a接电源的正极，b接负极，弹簧测力计的示数将减小B若将a接电源的正极，b接负极，弹簧测力计的示数将增大C若将b接电源的正极，a接负极，弹簧测力计的示数将增大D若将b接电源的正极，a接负极，弹簧测力计的示数将减小4倾角为的光滑斜面上，放一根长L，质量为m的导体棒，通以下图所示方向电流I，为使其静止在斜面上，可加一个强度、方向适当的匀强磁场，这磁场应该是( )A垂直于斜面向上，Bmgsin/ILB垂直于斜面向下，Bmgsin/ILC竖直向下，Bmgtg/ILD水平向左，Bmg/IL5如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流I时，方向如图，在天平左、右两边各加质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向时(大小不变)，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知（ ）A磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 B磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 C磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 D磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 6一个带正电荷的微粒（重力不计）穿过图中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法（ ）A增大电荷质量 B增大电荷电量C减少入射速度 D增大磁感强度7如图所示，固定的长直导线竖直放置，通以竖直向上的直流电，在导线右侧放一可以自由移动的矩形通电线框，它们在同一平面内，则线框的运动情况是（ ）A线框平动，远离导线 B线框平动，靠近导线C从上向下看，线框顺时针转动，并且靠近导线D从上向下看，线框逆时针转动，并且远离导线8如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则（ ）Aa处电势高于b处电势 Ba处离子浓度大于b处离子浓度C溶液的上表面电势高于下表面的电势D溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度9质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具， 它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断（ ）A若离子束是同位素，则x越大，质量越大 B若离子束是同位素，则x越大，质量越小C只要x相同，则离子质量一定相同 D只要x相同，则离子的荷质比一定相同10如图所示，在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.许多相同的离子，以相同的速率v，由O点沿纸面向各个方向(y0)射入磁场区域不计离子所受重力，不计离子间的相互影响图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y轴交点为M，边界与x轴交点为N，且OMONL.由此可判断（ ） A这些离子是带负电的 B这些离子运动的轨道半径为LC这些离子的荷质比为 D当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点11如图所示，以MN为界的两匀强磁场，磁感应强度B1=2B2，方向均垂直纸面向里，现有一质量为m、带电量为q的正粒子，从O点沿图示方向进入B1中。粒子重力不计。（1）画出该粒子一个周期内的运动轨迹。（2）求经过多长时间粒子重新回到O点？13如图所示，一个质量