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1、高中磁场知识点一、磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质它的基本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用二、磁感线想象在磁场中画出的一组有方向的曲线1. 疏密表示磁场的强弱2. 每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向3. 是闭合的曲线,在磁体外部由 n 极至 s 极,在磁体的内部由 s 极至 n 极磁线不相切不 相 交 。 4匀强磁场的磁感线平行且距离相等没有画出磁感线的地方不一定没有磁场 5安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向注意这里的磁感线是一个个同心圆,每点

2、磁场方向是在该点切线方向;*熟记常用的几种磁场的磁感线: 三 、 磁 感 应 强 度1. 磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。2. 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力 f 跟电流强度 i 和导线长度 l 的乘积il 的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度表示磁场强弱的物理量是矢量大小:b=f/il(电流方向与磁感线垂直时的公式)方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针 n 极受力方向;是小磁针静止时 n 极的指向不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向单位:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位

3、制单位符号 t定点 b:就是说磁场中某一定点了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值匀强磁场的磁感应强度处处相等磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.四、磁通量与磁通密度1. 磁通量 :穿过某一面积磁力线条数,是标量2. 磁通密度 b:垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数,即磁感应强度,是矢量3. 二者关系:b/s(当 b 与面垂直时),bscos,scos 为面积垂直于 b 方向上的投影, 是b 与 s 法线的夹角一、安培力磁场对电流的作用1. 安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫

4、做安培力说明:磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力2. 安培力的计算公式:fbilsin( 是i 与 b 的夹角);通电导线与磁场方向垂直时,即 900,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即 00,此时安培力有最小值,f=0n;00b900 时,安培力 f 介于 0 和最大值之间.3. 安培力公式的适用条件:公式 fbil 一般适用于匀强磁场中 ib 的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊情况仍适用如图所示,电流 i1/i2,如 i1 在 i2 处磁场的磁感应强度为 b,则 i1 对 i2 的安培力fbi

5、2l,方向向左,同理 i2 对 i1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥i1i2根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有反作用力两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律二、左手定则1. 用左手定则判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向2. 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 bi 所在的面垂直但 b与 i 的方向不一定垂直3. 安培力 f、磁感应强度 b、电

6、流 1 三者的关系已知 i,b 的方向,可惟一确定 f 的方向;已知 f、b 的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定 i 的方向;已知 f,1 的方向时,磁感应强度 b 的方向不能惟一确定4. 由于 b,i,f 的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图 等安培力的性质和规律: 公式 f=bil 中l 为导线的有效长度; 安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心; 安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形式的能安培力作用下物体的运动方向的判断(1) 电流元法:即把整段电流等效为多段直线电流元,

7、先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断整段电流所受合力方向,最后确定运动方向(2) 特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向(3) 等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析(4) 利用结论法:两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势(5) 转换研究对象法:因为电流之间,电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律,这样, 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先

8、分析电流在磁体磁场中所受的安培 力,然后由牛顿第三定律,再确定磁体所受电流作用力,从而确定磁体所受合力及运动方 向(6) 分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况用左手定则确定各段通电导线所受安培力)据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况(7)磁场对通电线圈的作用:若线圈面积为 s,线圈中的电流强度为 i,所在磁场的孩感应强度为 b,线圈平面跟磁场的夹角为 ,则线圈所受磁场的力矩为:m=biscos磁场对运动电荷的作用一、洛仑兹力磁场对运动电荷的作用力1. 洛伦兹力的公式: f=qvb sin, 是v、b 之间的夹角.2. 当带电粒子的运动方向与磁场

9、方向互相平行时,f03. 当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时,f=qvb4. 只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用,静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为 0二、洛伦兹力的方向1. 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2. 使用左手定则判定洛伦兹力方向时,伸出左手,让姆指跟四指垂直,且处于同一平面内, 让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动方向(当是负电荷时,四指指向与电荷运动方向相反)则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向三、洛伦兹力与安培力的关系1. 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场

10、中受到的力,而安培力是导体中所有定向称动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现2. 洛伦兹力一定不做功,它不改变运动电荷的速度大小;但安培力却可以做功 四、带电粒子在匀强磁场中的运动1. 不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分三种情况:一是匀速直线运动;二是匀速圆周运动;三是螺旋运动2. 不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径 r=mv/qb;其运动周期t=2m/qb(与速度大小无关)3. 不计重力的带电粒子垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动,但有区别:带电粒子垂直进入匀强电场,在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动);垂直进入匀强磁场,则做变加速曲线运动(匀速圆周运

11、动)1、带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定(1)用几何知识确定圆心并求半径因为 f 方向指向圆心,根据 f 一定垂直 v,画出粒子运动轨迹中任意两点(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,再用几何知识求其半径与弦长的关系(2)确定轨迹所对应的圆心角,求运动时间先利用圆心角与弦切角的关系,或者是四边形内角和等于 3600(或 2)计算出圆心角的大小,再由公式 t=t/3600(或 t/2)可求出运动时间 (3)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、洛仑兹

12、力的多解问题(1) 带电粒子电性不确定形成多解带电粒子可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同的初速度下,正负粒子在磁场中运动轨迹不同,导致双解(2) 磁场方向不确定形成多解若只告知磁感应强度大小,而未说明磁感应强度方向,则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解(3) 临界状态不惟一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,它可能穿过去,也可能偏转 1800 从入射界面这边反向飞出另在光滑水平桌面上,一绝缘轻绳拉着一带电小球在匀强磁场中做匀速圆周运动,若绳突然断后,小球可能运动状态也因小球带电电性,绳中有无拉力造成多解(4) 运动的重复性形成多解如带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,往往

13、具有往复性,因而形成多解1、根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实那么由此推断,地球总体上应该是:()a.带负电; b.带正电; c.不带电;d.不能确定2 图所示,正四棱柱 abed 一 abcd的中心轴线 00处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是()a.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等b.四条侧棱上的磁感应强度都相同c.在直线 ab 上,从 a 到 b,磁感应强度是先增大后减小d.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大3 如图所示,a 为通电线圈,电流方向如图所示,b、c 为

14、与 a 在同一平面内的两同心圆, b、c 分别为通过两圆面的磁通量的大小,下述判断中正确的是()a. 穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外b. 穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里c. bcdbc4 如图 4 所示,一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长磁铁 n 极附近下落,保持 bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中的位置经过位置到位置,且位置和都很靠近位置,在这个过程中,线圈中的磁通量a. 是增加的;b是减少的 c先增加,后减少; d先减少,后增加5 如图所示,用弯曲的导线环把一铜片和锌片相连装在一绝缘的浮标上,然后把浮标浸在盛有稀硫酸的容器中,设开始设置时,环平面处于东西方向上放手后,环

15、平面将最终静止在什么方向6 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,当导线通以如图所示方向电流时() 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,且受到向右的摩擦力作用7 质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 的平行导轨上,导轨宽度为 d,杆 ab 与导轨间的摩擦因数为 有电流时 ab 恰好在导轨上静止,如图所示,如图 1019 所示是沿 ba 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()

16、8 在倾角为 的斜面上,放置一段通有电流强度为i,长度为a l,质量为 m 的导体棒 a,(通电方向垂直纸面向里),如图所示,棒与斜面间动摩擦因数 tan.欲使导体棒静止在斜面上,应加匀强磁场,磁场应强度 b 最小值是多少?如果要求导体棒 a 静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场磁感应强度又如何?10 如图所示,半径 r=10cm 的圆形区域边界跟 y 轴相切于坐标系原点 o。磁感强度b0332 t,方向垂直于纸面向里,在 o 处有一放射源 s,可沿纸面向各个方向射出速率均为 v=32106m/s 的 粒子已知 粒子的质量 m=6641027kg,电量q=321019 c(1)画出 粒子

17、通过磁场空间做圆周运动的圆心的轨迹(2)求出 粒子通过磁场空间的最大偏转角 (3)再以过 o 点并垂直纸面的直线为轴旋转磁场区域,能使穿过磁场区域且偏转角最大的 粒子射到正方向的 y 轴上,则圆形磁场直径 oa 至少应转过多大的角度 11、如图所示,一半径为 r 的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为 b,一质量为 m,带电荷量为 q 的正粒子(不计重力)以速度为 v 从筒壁的 a 孔沿半径方向进入筒内,设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失,那么要使粒子与筒壁连续碰撞,绕筒壁一周后恰好又从 a 孔射出,问:(1) 磁感应强度 b 的大小必须满足什么条件? (2)粒子在筒中运动的时间

18、为多少?12、m、n、p 为很长的平行边界面,m、n 与 m、p 间距分别为 l1、l2,其间分别有磁感应强度为 b1 和 b2 的匀强磁场区,和磁场方向垂直纸面向里,b1b2,有一带正电粒子的电量为 q,质量为 m,以大小为 v 的速度垂直边界 m 及磁场方向射入 mn 间的磁场区域,讨论粒子初速度 v 应满足什么条件才可穿过两个磁场区域(不计粒子的重力)。磁场、安培力练习题一、选择题1. 关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有 a磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质 b磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 c磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止 d磁感线就是细铁

19、屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线2一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的 s 极转向纸内,如图 1 所示,那么这束带电粒子可能是 a向右飞行的正离子束b向左飞行的正离子束c向右飞行的负离子束d问左飞行的负离子束3. 铁心上有两个线圈,把它们和一个干电池连接起来,已知线圈的电阻比电池的内阻大得多,如图 2 所示的图中,哪一种接法铁心的磁性最强 4. 关于磁场,以下说法正确的是 a电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度一定为零 b磁场中某点的磁感强度,根据公式 b=f/il,它跟 f,i,l 都有关 c磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点

20、的磁场方向 d磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量5. 磁场中某点的磁感应强度的方向 a放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 b放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 c放在该点的小磁针静止时n极所指的方向d通过该点磁场线的切线方向 6下列有关磁通量的论述中正确的是 a磁感强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大 b磁感强度越大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量越大c穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感强度一定为零 d匀强磁场中,穿过线圈的磁感线越多,则磁通量越大7. 如图 3 所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并

21、通以垂直纸面向外的电流,a磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用b磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用c磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用d磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用8. 如图 4 所示,将通电线圈悬挂在磁铁 n 极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将 a. 转动同时靠近磁铁b转动同时离开磁铁 c不转动,只靠近磁铁d不转动,只离开磁铁 9通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线,则有 a线圈所受安培力的合力为零b. 线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 c线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 d线圈所受安培力必定使其四

22、边有向外扩展形变的效果二、填空题10. 匀强磁场中有一段长为 0.2m 的直导线,它与磁场方向垂直,当通过 3a 的电流时,受到 6010-2n 的磁场力,则磁场的磁感强度是特;当导线长度缩短一半时, 磁场的磁感强度是特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是特11. 如图 5 所示, abcd 是一竖直的矩形导线框,线框面积为 s,放在磁场中,ab 边在水平面内且与磁场方向成 60角,若导线框中的电流为 i,则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于12. 一矩形线圈面积 s10-2m2,它和匀强磁场方向之间的夹角 130,穿过线圈的磁通量 1103wb,则磁场的磁感强度 b;若线圈以一条

23、边为轴的转 180, 则穿过线圈的磁能量的变化为;若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为 20, 则 三、计算题13. 如图 6 所示,ab,cd 为两根相距 2m 的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以 5a 的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到 8a 时,棒能获得2m/s2 的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小;14. 如图 7 所示,通电导体棒 ac 静止于水平导轨上,棒的质量为 m 长为 l,通过的电流强度为 i,匀强磁场的磁感强度 b 的方向与导轨平面成 角,求导轨受到 ac 棒的压力和摩擦力各为多大?磁场、安培力练习题答案一、选择题1ab 2bc 3d 4d5c

24、d 6d 7a 8a 9ab二、填空题三、计算题131.2t 14mg-bilcos,bilsin洛仑兹力练习题一、选择题1. 如图 1 所示,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,垂直于磁场方向发射出两个电子 1 和2,其速度分别为v1 和v2如果v22v1,则1 和2 的轨道半径之比r1:r2 及周期之比t1:t2 分 别 为 ar1:r21:2,t1:t21: 2br1:r21:2,t1:t21:1cr1:r22:1,t1:t21: 1dr1:r21:1,t1:t22:12. 如图 2 所示,ab 是一弯管,其中心线是半径为 r 的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆弧所在平面

25、,并且指向纸外、有一束粒子对准 a 端射入弯管, 粒子有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子 a只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管b只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管c只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管d只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管3. 电子以初速 v0 垂直进入磁感应强度为 b 的匀强磁场中,则 a磁场对电子的作用力始终不变b磁场对电子的作用力始终不作功c电子的动量始终不变 d电子的动能始终不变 它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里)在图 3 中,哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹? 5. 一个带电粒子,沿垂直于磁场

26、的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图 4 所示, 径迹上的每一小段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)从图中可以确定 a粒子从 a 到 b,带正电b粒子从 b 到 a,带正电c粒子从 a 到 b,带负电d粒子从 b 到 a,带负电6. 三个相同的带电小球 1、2、3,在重力场中从同一高度由静止开始落下,其中小球1 通过一附加的水平方向匀强电场,小球 2 通过一附加的水平方向匀强磁场设三个小球落到同一高度时的动能分别为 e1、e2 和 e3,忽略空气阻力,则 ae1e2e3be1e2e3ce1e2e3de1e2e37. 真空中同时存在着竖直向下的匀强电

27、场和垂直纸面向里的匀强磁场,三个带有等量同种电荷的油滴 a、b、c 在场中做不同的运动其中 a 静止,b 向右做匀速直线运动,c 向左做匀速直线运动,则三油滴质量大小关系为 aa 最 大 bb 最 大 cc 最 大 d 都 相 等8一个带正电荷的微粒(重力不计)穿过图 5 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是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e减小电场强度二、填空题9. 一束离子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,然后进入磁感应强度为 b的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周运动(图 6),则这束离子必定有相同的 ,相同的

28、10. 为使从炽热灯丝发射的电子(质量 m、电量 e、初速为零)能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场(场强为 e)和匀强磁场(磁感强度为 b)区域,对电子的加速电压为 11. 一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方向是12. 一质量为 m、电量为 q 的带电粒子在磁感强度为 b 的匀强磁场中作圆周运动,其效果相当于一环形电流,则此环形电流的电流强度 i三、计算题13. 一个电视显像管的电子束里电子的动能 ek12000ev这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动已知地磁场的竖直向下分量 b5.510-5t,试问(1) 电子束偏向什么方向?(2) 电子束在显像管里由南向

29、北通过 y20cm 路程,受洛仑兹力作用将偏转多少距离? 电子质量 m9.110-31kg,电量 e1.610-19c14. 如图 7 所示,一质量 m、电量 q 带正电荷的小球静止在倾角 30、足够长的绝缘光滑斜面顶端时对斜面压力恰为零若迅速把电场方向改为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?洛仑兹力练习题答案一、选择题1b 2c 3bd 4c5b 6b 7c 8c二、填空题三、计算题单元练习题一、选择题1. 安培的分子环流假设,可用来解释 a两通电导体间有相互作用的原因b通电线圈产生磁场的原因 c永久磁铁产生磁场的原因d铁质类物体被磁化而具有磁性的原因2. 如图 1 所示,条形磁铁放在水平桌

30、面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则 a磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用b磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用c磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用d磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用3. 有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的粒子是 a. 氘核b氚核c电子d 质 子4. 两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中设 r1、r2为这两个电子的运动轨道半径,t1、t2 是它们的运动周期,则 ar1r2,t1t2br1r2,t1t2 cr1r2,

31、t1t2dr1r2,t1t25. 在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图 2 中 a、b 所示由图可以判定 a. 该核发生的是 衰变b该核发生的是衰变c磁场方向一定是垂直纸面向里d磁场方向向里还是向外不能判定6. 如图 3 有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域和匀强磁场区域,如果这束正离子束流在区域中不偏转,进入区域后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的 a. 速度b质量c电荷d 荷 质 比7. 设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图 4 所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自 a 点沿

32、曲线 acb 运动,到达 b 点时速度为零,c 点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是a. 这离子必带正电荷ba 点和 b 点位于同一高度c离子在 c 点时速度最大d离子到达 b 点后,将沿原曲线返回 a 点8. 如图 5 所示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力) a. 若离子带正电,e 方向应向下b. 若离子带负电,e 方向应向上c. 若离子带正电,e 方向应向上d. 不管离子带何种电,e 方向都向下9. 一根通有电流 i 的直铜棒用软导线挂在如图 6 所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力欲使悬线中张力为零,

33、可采用的方法有 a适当增大电流,方向不变b适当减小电流,并使它反向c电流大小、方向不变,适当增强磁场d使原电流反向,并适当减弱磁场10. 如图 7 所示,一金属直杆 mn 两端接有导线,悬挂于线圈上方,mn 与线圈轴线均处于竖直平面内,为使 mn 垂直纸面向外运动,可以a. 将 a、c 端接在电源正极,b、d 端接在电源负极b. 将 b、d 端接在电源正极,a、c 端接在电源负极c. 将 a、d 端接在电源正极,b、c 端接在电源负极d. 将 a、c 端接在交流电源的一端,b、d 接在交流电源的另一端11带电为+q 的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是 a只要速度大小相同,所受洛仑兹力就

34、相同b如果把+q 改为-q,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变c洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直d粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能、动量均不变 12关于磁现象的电本质,下列说法中正确的是 a有磁必有电荷,有电荷必有磁b. 一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用c. 除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷或电流产生的d. 根据安培的分子环流假说,在外界磁场作用下,物体内部分子电流取向大致相同时, 物体就被磁化,两端形成磁极二、填空题13. 一质子及一 粒子,同时垂直射入同一匀强磁场中(1)若两者

35、由静止经同一电势差加速的,则旋转半径之比为;(2)若两者以相同的动进入磁场中,则旋转半径之比为;(3)若两者以相同的动能进入磁场中,则旋转半径之比为;(4) 若两者以相同速度进入磁场,则旋转半径之比为14. 两块长 5d,相距 d 的水平平行金属板,板间有垂直于纸面的匀强磁场一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度 v 从左端各处飞入(图 8)为了不使任何电子飞出,板间磁感应强度的最小值为15. 如图 9 所示,m、n 为水平位置的两块平行金属板,板间距离为 d,两板间电势差为 u当带电量为 q、质量为 m 的正离子流以速度 v0 沿水平方向从两板左端的中央 o 点处射入,因受电场力作用,

36、离子作曲线运动,偏向 m 板(重力忽略不计)今在两板间加一匀强磁场,使从中央 o 处射入的正离流在两板间作直线运动则磁场的方向是,磁感应强度 b16. 如图 10 所示,质量为 m,带电量为+q 的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度 v 飞入已知两板间距为 d,磁感强度为 b,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)今将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上当粒子落到极板上时的动能为17. 如图 11 所示,绝缘光滑的斜面倾角为 ,匀强磁场 b 方向与斜面垂直,如果一个质量为 m,带电量为-q 的小球 a 在斜面上作匀速圆周运动,则必须加一最小的场强为 的匀强电场18. 三个带等量正电荷的粒子 a、b、c(所受重力不计)以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中,轨迹如图 12,则可知它们的质量 ma、mb、mc 大小次序为,入射时的初动量大小次序为19. 一初速为零的带电粒子,经过电压为 u 的电场加速后垂直进入磁感强度为 b 的匀强磁场中,已知带电粒子的质量是 m,电量是 q,则带电粒子所受的洛仑兹力为,轨道半径为20. 如图 13 在 x 轴的上方(y0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感强度为b在原点 o 有一个离子源向 x 轴上方的各个方向发射出质量为 m、电

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