高中三年级物理一轮复习磁场复习典型题分类

..磁场分类复习一、磁场的描述：1、关于磁场和磁感线的下列说法中,正确的是〔A．磁极对磁极、电流对电流及磁极对电流的作用力都是通过磁场发生的B．磁感线总是从磁体北极出发,到磁体南极终止C．磁场中某点的磁场方向就是小磁针在该点时北极的指向D．磁场中某点磁场方向就是小磁针北极在该点的受力方向2、下列说法中正确的是〔A．通电导线受安培力小的地方磁感应强度一定小B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C．放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关3、关于磁感强度B,下列说法中正确的是〔A．磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方,磁感强度越大4.两导线互相垂直且互相绝缘,两导线中电流强度大小相等,方向如图11.1-7所示,则a、b、c、d四个区域中,磁场较强的两个区域是〔A．区域a和bB．区域b和dC．区域a和dD．区域b和c图11.1-55、如图11.1-5所示,两根垂直纸面平行放置的直导线A、C通有等大电流．在纸面上距A、C等远处有一点P．若P点磁感应强度的方向水平向左,则导线A、C中的电流方向是如下哪种说法？〔图11.1-5A．A中向纸里,C中向纸外B．A中向纸外,C中向纸里C．A、C中均向纸外D．A、C中均向纸里二、磁场对电流的作用1.如图所示,光滑的平行导轨与电源连接后,与水平方向成θ角倾斜放置,导轨上放一个质量为m的金属导体棒．当S闭合后,在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是<>．2、条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠近S极一侧悬挂一根与它垂直的导电棒,如图所示<图中只画出棒的截面图>．在棒中通以垂直纸面向里的电流的瞬间,产生的情况是〔A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向左的摩擦力D．磁铁受到向右的摩擦力3、如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心。两金属轨道之间的宽度为0.5m,匀强磁场方向如图所示,大小为0.5T。质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点。当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动。已知MN＝OP＝1m,则<>A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5m/s2B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/sC．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10m/s2D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N4、如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2．已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求：⑴通过导体棒的电流；⑵导体棒受到的安培力大小；⑶导体棒受到的摩擦力．三、磁场对运动电荷的作用力1、如图所示,一电子以与磁场垂直的速度v从P沿PQ方向进入长为d,宽为h的匀强磁场区域,从N处离开磁场,若电子质量为m,电量为e、磁感应强度为B,则〔A．电子在磁场中运动的时间t=d/vB。电子在磁场中运动的时间t=PN/vC．洛仑兹力对电子做的功是BevhD。电子在N处的速度大小也是v2、如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子〔不计重力,以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴夹角均为θ.则正、负离子在磁场中〔A.运动时间相同B.运动轨道半径相同C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同D.重新回到x轴时距O点的距离相同3、如图,空间有垂直于xoy平面的匀强磁场.t=0的时刻,一电子以速度v0经过x轴上的A点,方向沿x轴正方向.A点坐标为<-R/2,0>,其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响,则以上说法正确的是<>v0<-R/2v0<-R/2,0>OxAyB.电子在时,第一次经过y轴C.电子第一次经过y轴的坐标为<0,>D.电子第一次经过y轴的坐标为<0,>4、如图所示,一束电子〔电量为e以速度v垂直射入磁感强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向夹角是30°,则电子的质量是和穿透磁场的时间分别是多少？5.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,磁感应强度为B。今有质量为m、带电荷量为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,求入射离子的速度大小应满足的条件。6、如图所示,在y＜0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子〔质量为m、电荷量为q以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ.求：〔1该粒子射出磁场的位置；〔2该粒子在磁场中运动的时间.〔粒子所受重力不计<3>若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l,求该粒子的电荷量和质量之比q/m。四,带电粒子在磁场中运动应用〔一、质谱仪：①构造：如图所示,由粒子源、加速电场、和照相底片等构成．②原理：粒子由静止被加速电场加速,根据动能定理可得关系式qU=mv2/2；粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得关系式qvB=mv2/r；由两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷；r=、m=、=．〔二．回旋加速器：①构造：如图所示,D1、D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源．D形盒处于磁场中．②原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期,粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电势差一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速．由qvB=mv2/R,得Ekm=,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度和D形盒决定,与加速无关．1、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,到达记录它的照相底片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,离子质量越大B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越小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2．如图所示,一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S,无初速度地飘入电势差为U的加速电场,然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打在照相底片M上．则〔A．粒子进入磁场时的速率v=eq\r<\f<2eU,m>>B．粒子在磁场中运动的时间t=eq\f<2πm,eB>C．粒子在磁场中运动的轨道半径r=eq\f<1,B>eq\r<\f<2mU,e>>D．若容器A中的粒子有初速度,则粒子仍将打在照相底片上的同一位置3、如图所示回旋加速器两个D形盒的半径均为R用来加速质量为m,电荷量为q的质子,使质子由静止加速度当速度达到v后,由A孔射出求：〔1加速器中匀强磁场的大小和方向？〔2设两个D形盒间距为d,其间所加电压为U质子每次经过电场后能量增加,加速到上述速度所需回旋的周数〔3假设离子经加速电场的时间忽略不计,离子在回旋加速器中运动的时间五、带电粒子在复合场中的运动复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存、或分区域存在,带电粒子在复合场中的运动形式一般有两种1、静止或匀速直线运动特点〔重力、电场力、洛伦兹力合力为零2、匀速圆周运动特点：重力与电场力等大反向,带电粒子在洛伦兹力作用下,在垂直与磁场的平面内做匀速圆周运动、1、如图所示,质量为m,带电荷量为–q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里．如果微粒做匀速直线运动,则下列说法正确的是〔A．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用C．匀强电场的电场强度E=2mg/qD．匀强磁场的磁感应强度B=mg/qv2、如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E。一质量为m,电量为-q的粒子从坐标原点Ｏ沿着y轴正方向射出。射出之后,经过一段时间,粒子向上运动到达x轴时,它与点Ｏ的距离为L。〔粒子重力不计求〔1粒子的初速度v〔2此段运动时间t。3、如图所示,在x＜0且y＜0的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x＞且y＜0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的M点沿y轴负方向垂直射入磁场,结果带电粒子从y轴的N点射出磁场而进入匀强电场,经电场偏转后打到x轴上的P点,已知=l。不计带电粒子所受重力,求：〔1带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间；〔2匀强电场的场强大小。4、如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压〔不考虑极边缘的影响。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、t0、B为已知量。〔不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况〔1求电压U0的大小。〔2求t0/2时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。〔3何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。六、带电粒子在复合场中的运动的应用⑴速度选择器：原理图如图所示,平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直．这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE=qv0B,即v0=．思考：1、v=E/B的+2q能否直线通过？2、v=E/B的-q能否直线通过？3、v>E/B的+q呢？V<E/B的+q呢？4、v=E/B的+q能否从右侧直线通过？⑵磁流体发电机：原理图如图所示,磁流体发电是一项新兴技术,它可以把内能直接转化为电能．根据左手定则,如图中的B是发电机极．磁流体发电机两极板间的距离为l,等离子体速度为v,磁场磁感应强度为B,则两极板间能达到的最大电势差U=．练2.如图所示为磁流体发电机的示意图,将气体加热到很高的温度,使它成为等离子体<含有大量正、负离子>,让它以速度v通过磁感应强度为B的匀强磁场区。已知通道的长为L,宽为a,高为d,该等离子体充满板间的空间,其电阻率为ρ。这里有间距为d的电极a和b.<1>哪个电极为正极？<2>求发电机的电动势<3>求k闭合后电极间的电势差.<4>求发电机的最大输出功率⑶电磁流量计：原理图如图所示,圆形导管直径为d,用非磁性材料制成,导电液体在管中向左流动,导电液体中的自由电荷〔正、负离子,在洛伦兹力的作用下横向偏转,a、b间出现电势差,形成电场,当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差就保持稳定,即：qvB=qE=qU/D,所以v=,因此液体流量所以Q=vS=．⑷霍尔效应：原理图如图所示,在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直