会考专题讲练磁场

2012会考专题讲练——磁场会考考点磁极，磁场，地磁场（A）磁感线，磁通量（A）磁感应强度（B）电流的磁场，安培定则（B）安培分子电流假说（A）安培力，左手定则（B）磁电式电表（A）把“磁电式电表”从上面拿下来单列，层级改为A洛仑兹力（B）带电粒子在匀强磁场中的运动（C）质谱仪，回旋加速器（B）说明：定量分析带电粒子在匀强磁场中的运动，仅限于带电粒子垂直或平行磁场方向进入匀强磁场的情况。二、高频考点讲练考点一、磁场、物理学史图1INS1．把一条导线平行地放在如图1所示的磁针的上方附近，当导线中有电流时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是（图1INS1、AA．奥斯特B．爱因斯坦C．牛顿D．伽利略2．在物理学史上，发现电流周围存在磁场的著名科学家是(2、A2、AA．奥斯特B．伽利略C．焦耳D．库仑考点二、磁通量例1、在磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，放一个面积是5.0×10-2m2的导线环．当环面与磁场方向垂直时，穿过导线环的磁通量等于（例1、BA.2.5×10-3WbB.1.0×10-3WbC.1.5×10-3WbD.例2、12．在匀强磁场中，垂直磁场方向放一个面积为3.0×10-2m2的线框，若穿过线框所围面积的磁通量为1.5×10-3Wb，则磁场磁感应强度的大小为（例2、DA．4.5×10-4TB．4.5×10-2TC．5.0×10-4TD．5.0×10-2T1．面积是S的矩形导线框，放在一磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框所在平面垂直，则穿过导线框所围面积的磁通量为（1、B1、BA．B．C．D．B2.（供选用Ⅱ类物理课教材的学生做）面积是S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为（2、D2、DA． B． C．0 D．BS3.（供选学物理1－1的考生做）面积是S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为（3、C3、CA. B. C.BS D.04．面积是S的矩形导线框，放在一磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，则穿过导线框所围面积的磁通量为（4、C4、CA.B.C.BSD.05．面积为S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为（5、A5、AA．BS B． C． D．06．面积是S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为（6、B6、BA．0B．BSC．D．7．在磁感应强度为B的匀强磁场内，放一面积为S的正方形线框.当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框所围面积的磁通量为（7、B7、BA．B．C．D．B考点三、安培力和左手定则例1．在图所示的四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是(例1、A例1、A图4图4BI例2、如图4所示，将长0.20m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直.已知磁场磁感应强度的大小为5.0×10-3T，当导线中通过的电流为2.0A时，该直导线受到安培力的大小是（例2、A例2、ASD下左右上软铁心图4A．SD下左右上软铁心图4C．1.0×10-3N D．1.0×10-2N例3、图4中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是（例3、C）例3、CA.向左B.向右C.向上D.向下图10AB例4、（7分）如图10所示，金属棒AB用绝缘悬线吊起，呈水平状态，置于一个范围足够大的、垂直纸面向里的匀强磁场中。已知棒AB长L＝0.1m，质量m＝0.05kg，通有I＝10A的向右的电流，取g=10m/s图10AB（1）若磁场的磁感应强度B=0.2T，求此时棒AB受到的安培力F的大小；（2）若悬线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小。例4、图3BFIABFI图3BFIABFIBBFIDBFIC1、A2．关于通电导线所受安培力F的方向，在图2所示的各图中正确的是（2、A2、ABBFIABIFBIBFDBIFCIBFBFI图2图图3BI3．如图3所示的匀强磁场，磁感应强度为0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为0.2m，导线中电流为1A。该导线所受安培力的大小为（3、D3、DA．0.01NB．0.02NC．0.03ND．0.04N4．把长010m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直。已知磁场的磁感应强度的大小为50×l0-3T，当导线中通过的电流为30A时，该直导线受到的安培力的大小是(4、D4、DA．30×10-3NB．25×10-3NC．20×10-3ND．15×10-3N5.如图4所示，匀强磁场的磁感应强度为B，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为L，导线中电流为I，该导线所受安培力的大小F是（5、C5、CA. B. C. D.图4BI6．如图4所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L=0.2m，导线中电流I=1图4BI6、DA．0.01NB．0.02NC．0.03ND．0.04N7．将一通电直导线垂直于磁场方向放在匀强磁场中．关于该通电直导线所受安培力的方向，以下说法中正确的是（7、C7、CA．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直8．关于通电直导线在磁场中所受的安培力，下列说法中正确的是（8、D8、DA．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．安培力大小仅与磁感应强度、电流大小成正比，而与其他量无关C．安培力的方向不一定垂直于通电直导线D．安培力的方向总是垂直于磁场和通电直导线所构成的平面考点四、洛伦兹力和左手定则例1、在图10所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（例1、BC例1、BC图10图10+qFvBBA+qFvB+qFvBDC+qFvB图5＋qAv＋q图5＋qAv＋qBfv＋qBBf＋qCvfDvBfB例2、B1．在图5所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（1、AD1、AD图5图5BD+qFvBAB+qFvBBCB+qFvBB+qFvB2．在图5所示的四幅图中，分别标出了磁场方向、带正电粒子的运动方向和其所受洛伦兹力的方向，其中正确标明了带电粒子所受洛伦兹力F方向的是（2、AC2、AC图5BD+qFvBAB+qF图5BD+qFvBAB+qFvBBCB+qFvBB+qFvB3、AB图图10B+qFυBBCB+qFυBB+qFυBDAB+qFυB4．在图2所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（4、A4、A图图2BFCv+qBFDv+qBvAF+qBvBF+q5．在图7所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力f方向的是（5、AD5、AD图7图7BD+qfvBAB+qfvBBCB+qfvBB+qfvB6.在图7所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（6、AD6、AD图7图7Pv0SPv0SOBθ图161、(选修3－1的考生做)(8分)如图16所示，一个电子的质量为m，电荷量为e，让它以初速度v0，从屏S上的O点垂直于S射入其右边区域。该区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，该区域为真空。(1)求电子回到屏S时距离O点有多远；(2)若电子在磁场中经过某点P，OP连线与v0成θ=600角，求该电子从O点运动到P点所经历的时间t。1、解：（1）电子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，，当它回到S屏时，刚好运动半周，其距离O点的距离为（4分）（2）由几何知识电子到达P点时所对应的圆心角α=1200所用时间由故（4分）图13BOlPMNv2．（8分）如图13所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的P点.经测量P、O间的距离图13BOlPMNv（1）带电粒子所受洛伦兹力的大小；（2）此粒子的质量大小。2、略3、（供选学物理3－1的考生做）（8分）如图13所示，真空中有直角坐标系xOy，P（a，－b）是坐标系中的一个点，a、b均为大于0的常数。在y≥0的区域内存在着垂直于xOy平面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子A从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射出，粒子A恰好通过P点，不计粒子重力。求：（1）磁感应强度B的大小和方向；（2）粒子A从O点运动到P点的时间t。3、解：（1）磁场方向垂直纸面向外A在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径由洛伦兹力提供向心力得（2）A在磁场中运动的时间A从离开磁场到经过P点经历的时间A从O运动到P的时间t=t1+t2得×××××××××××AD图121、（供选学物理3-1的考生做）（8分）如图12所示，质量为为m、电量为q的带电粒子，经电压为U加速，又经磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点，求：（1）带电粒子在A点垂直射入磁场区域时的速率v；（2）A、D两点间的距离l。1、解：（1）带电粒子在电场中直线加速，电场力做功，动能增加，由动能定理可知，，带电粒子垂直射入磁场区域时的速率为（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得A、D两点间的距离图12BEv0Oyx2、（供选学物理3-1的考生做）（8分）在真空中有如图12所示的坐标系，坐标系中y>0的区域有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；y<0区域有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m，电荷量为-q（q>0）图12BEv0Oyx（1）粒子被射出后第一次通过x轴时，其与O的距离；（2）从粒子被射出到其第三次通过x轴的时间。（重力可忽略不计）。2、解：（1）带电粒子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动，设其运动的半径为R，根据牛顿第二定律和洛仑兹力公式有qv0B=mv02/R……………（2分）解得R=……………（1分）粒子被射出后第一次通过x轴时恰好运动了半个圆周，所以其通过x轴时与O的距离为x=2R=…………（1分）（2）带电粒子被射出后第一次通过x轴后进入电场中做匀变速直线运动，设其加速度为a，根据牛顿第二定律有qE=ma，解得a=qE/m……（1分）设粒子从第一次通过x轴至第二次通过x轴的时间（在电场中运动的时间）为t1，根据运动学公式有0=v0t1-at12，解得t1=……（1分）粒子从电场中进入磁场中再次做匀速圆周运动，当完成半个圆周时第三次通过x轴。即粒子从射出后到第三次通过x轴的过程中，在磁场中做两次半个圆周运动。所以粒子在磁场中运动的时间t2=T=…………（1分）从粒子被射出到其第三次通过x轴的时间t=t1+t2=+…（1分）3、（供选学物理3-1的考生做）（8分）如图16所示，两块完全相同的长OBE图16方形金属板正对着水平放置，在两板间存在着匀强电场和匀强磁场．匀强电场的场强为E、方向竖直向下，匀强磁场的磁感应强度为B、方向垂直纸面向里．O点为两板左端点连线的中点．一质量为m、电荷量为+OBE图16（1）求粒子做匀速直线运动速度v的大小；（2）保持板间磁场不变而撤去电场，当粒子射入板间的位置和速度不变时，粒子恰好从上板的左边缘射出场区．求电场未撤去时，两板间的电势差U．3、解：（1）因为粒子做匀速直线运动，所以粒子运动的速度（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力得粒子轨迹的半径两板间距离两板间电势差的大小解得lBU1υMNPQL图16d4、（供选学物理3-1的考生做）（8分）如图16所示，M、N为正对着竖直放置的金属板，其中N板的正中央有一个小孔，M、N板间的电压U1=1.0×103V．P、Q为正对着水平放置的金属板，板长L=10cm，两板间的距离d=12cm，两板间的电压U2=2.4×103V．P、Q板的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，其中虚线为磁场的左右边界，边界之间的距离l=60cm，竖直方向磁场足够宽．一个比荷=5.0×104C/lBU1υMNPQL图16d（1）求粒子进入P、Q板间时速度υ