磁场专题复习.

高二第一学期期末复习资料3评讲•隆昌一中高2016届物理备课组基础知识•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•为了描述磁场的强弱与方向，人们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．磁感应强度的特点：•①表示磁场强弱的物理量．是矢量．•②大小：B=F/IL（电流方向与磁感线垂直时的公式）．•③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．•④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.•1、如图所示，直导线、螺旋管、电磁铁三者相距较远，它们的磁场互不影响，当电键S闭合后，小磁针的北极N（黑色），指示出磁场方向正确的（）•A．aB．bC．cD．dAC•5、如图所示，电流从A点分两路通过环形支路再汇合于B点，已知两个支路的金属材料相同，但截面积不相同，上面部分的截面积较大，则环形中心O处的磁感应强度方向是（）•A．垂直于环面指向纸内•B．垂直于环面指向纸外•C．磁感应强度为零•D．斜向纸内A•6、如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是•A.o点处的磁感应强度为零•B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反•C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同•D.a、c两点处磁感应强度的方向不同C7、如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1＝1T。位于纸面内的细直导线，长L＝1m，通有I＝1A的恒定电流。当导线与B成600夹角时，发现其受到的安培力为零。则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小不可能是()•A．B．C．1TD．600IB1T21T23T3A•四、磁通量与磁通密度•1．磁通量Φ：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＝Φ/S（当B与面垂直时），Φ＝BScosθ，Scosθ为面积垂直于B方向上的投影，θ是B与S法线的夹角．•如图所示边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈AB、CD两边中点连线OO/的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为B1＝0．6T，B2=0．4T的匀强磁场。若从上往下看，线圈逆时针转过370时，穿过线圈的磁通量改变了多少？０.1Wb•10、弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺丝管内，如图，•下列说法正确的是()•A．将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将减小•B．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将增大•C．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将增大•D．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将减小AC•11、始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方水平导线L中通以如图所示的电流流向时，斜面对磁铁的弹力N和摩擦力f将（）•A．N增大，f减小B．N减小，f增大C．N、f均增大D．N、f均减小C磁场对电流的作用力—安培力1.安培力的大小:F=B⊥IL=BILsinL⊥B→F=BILL∥B→F=02.左手定则F⊥L,F⊥B(F垂直于B、I所决定的平面)•12、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，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，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AC13、如图所示质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨间的动摩擦因数为μ，有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示是沿b→a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，其中杆与导轨间的摩擦力可能为零的是（）AB•14、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将（）A．发生转动,同时靠近磁铁B．发生转动,同时远离磁铁C．不发生转动,只靠近磁铁D．不发生转动,只远离磁铁SNA14、如右图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（）A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升C17、如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为【】A．BILB．BIdcosθC．BId/sinθD．BIdsinθC10、在倾角为α的光滑斜面上置一通有电流I，长为L、质量为m的导体棒，如图所示。（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（3）若使棒静止在斜面上且要求B垂直于L,可加外磁场的方向范围。磁场对运动电荷的作用力已知导线L⊥B,单位体积内自由电子数n,电子的电荷量为q,定向运动速率为v,磁感强度为B.试证明磁场对运动电荷的作用力为:F=qvB洛仑兹力的大小和方向1.洛仑兹力的大小:F=qvB⊥=qvBsinv⊥B→F=qvBv∥B→F=02.洛仑兹力的方向:左手定则F⊥v,F⊥B(F垂直于B、v所决定的平面)BBILBF=0F=qvBF=qvBsin-v-v-v带电粒子在磁场的运动空间有+x方向的匀强磁场,磁感强度为B,不计粒子重力.质量为m,电荷量为+q的带正电的粒子,以v进入该磁场,分别做什么运动?(1)v沿+x方向.(2)v沿-z方向.(3)v与+x成角方向.zxyo(4)如果带电粒子以垂直磁场方向的速度v进入磁场,求粒子做圆周运动的半径R和周期T.qBmvRTqBmEqBPqBmvRk222B××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××vFvFF⊥v,洛仑兹力一定不做功.WF=0磁偏转的两个基本模型v·········abRvv··················abRvvvlEvxvyvtyvlEvlEvvlEvxvxvyvyvtvtvtyy1.定圆心.(两种方法)2.求半径和速度的偏转角.3.R=mv/qB;T=2m/qB;t=T/24.几何关系,对称性.············vO1vR············vO1v············vO1vvR20、如图，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知()A．能确定粒子通过y轴时的位置B．能确定粒子速度的大小C．能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对ABC•21、如图所示，第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一对正、负粒子分别以不同的速率从原点进入磁场，它们的轨道半径值比为3：1，则正、负粒子在磁场中运动的时间之比（）•A．1∶2B．2∶1•C．1∶3D．3∶1B•22、如图所示，一重力不计的带正电的粒子，以速度v垂直于匀强磁场边界射入磁场中，磁场的宽度为L，磁感应强度为B，粒子的质量为m，电荷量为q，粒子能够从另一边界射出，求粒子射出磁场时的偏转位移和穿越磁场的时间。qBmvqBLmTtqBmvrTmvqBLmvqBLrLLqBmvqBmvxqBmvrrmvqvBrLxr)arcsin(222)arcsin(,sin)(,,,)(222222所以，运动时间为：又因为：故，由向何关系有：联立有：，得由其中解：由几何关系有：•23、在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速率v沿-x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.•（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷；•(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？•24、如图所示，在x0且y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面向里.磁感应强度大小为B，在x0且y0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OM=ON=OP=L。不计带电粒子所受重力，求：•1）带电粒子进入匀强磁场时速度的大小；•2）带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间；•3）匀强电场的场强大小.•25、质量为0.1g的小环带5×10-4C电荷量的负电荷，套在一根足够长的绝缘杆上，置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里与绝缘杆垂直如图所示，杆与水平方向成370角，环与杆间的动摩擦因素为μ=0.40，求小环由静止开始下滑的最大加速度和最大速度。（磁场范围足够大，g=10m/s2）•26、如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=30º，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。计算中取，求：•⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1；•⑵偏转电场中两金属板间的电压U2；•⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？DθBU1U2vL73.13实际应用(理论联系实际)1.速度选择器.2.质谱仪.3.磁流体发电机.4.电磁流量计.5.霍尔效应.6.回旋加速器.速度选择器空间有竖直向上的匀强电场E和水平向外的匀强磁场B,带电粒子m、+q,从两平行极板正中央垂直场的方向射入,恰好做直线运动.(1)求沿直线通过场区粒子的速度v.vBEvBEf=qvBf=qvBF=qEF=qE1.若为负电荷?2.若v＜E/B?3.若v＞E/B?4.若从右侧射入场区?v=E/B速度选择器(2)若使粒子的离开场区时的动能增大,可采取的措施是:A.使粒子带等量负电荷B.使粒子电荷量增加C.使磁场磁感强度增大D.使磁场磁感强度减小(3)今将磁感应强度增大到某一值,粒子将落到极板上.求粒子落到极板上的动能.vBEvBEf=q