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教科版高中物理选修3-12013级物理复习学案磁场复习3-1、磁场磁感应强度3-1-1、关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是（）A．磁感线上每一点的切线方向B．磁场N极到S极的方向C．小磁针静止时北极所指的方向D．小磁针北极受力的方向答案：B3-1-2、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（）A．磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力的大小F与电流I及导线长度L的乘积的比值B．通电导线磁场力大的地方感应强度一定大C．电流在磁场中的某点不受磁场力，则该点的磁感应强度一定为零D．磁感应强度的大小跟放在磁场中的导线受力大小无关答案：D3-1-3、若有三根长直导线，分别垂直通过一个等腰直角三角形的三个顶点A、B、C。在导线中通以大小相等，方向如图所示的电流，则在三角形斜边中点O处的磁感应强度方向如何？答案：O点处磁感应强度的方向是沿斜边AB方向斜向上拓展：(1)、每根通电导线在斜线中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则O点实际磁感应强度的大小和方向如何？答案：O处的实际磁感应强度的大小，方向在三角形平面内与斜边夹角(2)、纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都有通相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心产生的磁感应强度大小为，则中心O处的磁感应强度大小为__________。答案：零3-1-4、关于磁感应强度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，磁感应强度越大答案：D3-1-5、关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（）A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于B．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B可能大于或等于C．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D．磁场中某一点磁感应强度的方向与电流元在此点的受力方向相同答案：B3-2、磁场对电流的作用3-2-1、如图所示，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．不转动只离开磁铁答案：A3-2-2、有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是（）A．B=2TB．B＜2TC．B≥2TD．以上情况均可能答案：C3-2-3、物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验．如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就是最早的电动机。图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁。图中黑色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为（）A．顺时针、顺时针B．顺时针、逆时针C．逆时针、顺时针D．逆时针、逆时针答案：C3-2-4、有长L=50cm，重G=0.1N的金属杆ab静止在光滑的金属框架上，框架平面与水平面夹角（如图所示），流过ab的电流I=1A。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，求此磁场的磁感应强度B的大小。答案：0.12T3-2-5、如图所示，把一导线用弹簧挂在蹄形磁铁磁极的正上方，当导线中通以图示电流I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，同时上升答案：A拓展：如图所示，把轻质线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面。当线圈内通电时，下列结论中正确的是（）A．电流方向如图中所示时，线圈将向左偏移B．电流方向如图中所示时，线圈将向右偏移C．电流方向与图中相反时，线圈将向左偏移D．电流方向与图中相反时，线圈将向右偏移答案：AD3-2-6、如图所示，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为α370，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中。（1）若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流？（2）若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通过多大的电流？3-2-7、如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小、方向是（）A．，竖直向上B．，竖直向下C．，平行悬线向下D．，平行悬线向上答案：D3-2-8、据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离m，导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。答案：3-2-9、在B=0.5T的匀强磁场中，放一根与磁场方向垂直，长0.8m的通电导线，通入的电流为2A，当导线在与磁场垂直的平面内受磁场力作用移动了0.lm时，安培力做功的大小是_______J。答案：0.08J3-3、磁场对运动电荷的作用3-3-1、在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图所示．则阴极射线将会（）A．向上偏斜B．向下偏斜C．向纸内偏斜D．向纸外偏斜答案：A3-3-2、如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中。哪个图是正确的？（）答案：A3-3-3、如图为一回旋加速器的示意图，它的D形盒电极周围的最大半径R=0.6m，要把质量M=1.67kg，电量的质子从静止加速到最后具有的能量E=4MeV。（1）计算所需要的磁感应强度；（2）设D形盒电极间距离很小，以至质子通过两电极的缝隙的时间可以忽略，加速电压V，求加速质子使其具有能量E=4MeV共需多少时间？答案：0.48T；3-3-4、如图所示，在x＜0与x＞0的区域中，存在磁感应强度大小分别为与的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，且＞。一个带负电的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，与的比值应满足什么条件？答案：、应满足的条件n＝1，2，3…3-3-4、在某一真空空间内建立xOy坐标系，从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷的带正电的粒子(重力不计)，速度大小=m/s、方向与x轴正方向成角。（1）若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域，在第Ⅰ象限，磁场方向垂直xOy平面向外；在第Ⅳ象限，磁场方向垂直xOy平面向里；磁感应强度均为B=1T，如图（a）所示。求粒子从O点射出后，第2次经过x轴时的坐标。（2）若将上述磁场改为如图（b）所示的匀强磁场。在t=0到时，磁场方向垂直于xOy平面外；在到时，磁场方向垂直于xOy平面向里，此后该空间不存在磁场。在t=0时刻，粒子仍从O点以与原来相同的速度射入，求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标。答案x1=0.2m；x2=0.6m.3-3-5、在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B。一质量为m，带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（AP＝d）射入磁场（不计重力影响）。（1）如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。（2）如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为（如图）。求入射粒子的速度。答案：，3-3-6、一质量为m，电荷量为q的带负电的带电粒子，从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，MN、PQ为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，如图所示带电粒子射入时的初速度与PQ成角，且粒子恰好没有从MN射出。（不计粒子所受重力）（1）求该带电粒子的初速度；（2）求该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x。答案：；3-3-7、飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。已知元电荷电量为e，a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。（1）当a、b间的电压为时，在M、N间加上适当的电压，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K（）的关系式。（2）去掉偏转电压，在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b间所有离子质量均为m，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，a、b间的加速电压至少为多少？答案：；.3-3-8、质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置。如图所示，电容器两极板相距为d，两极板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为，一束电荷量相同的带正电的粒子沿电容器的中心线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为的匀强磁场，结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点间距离为，粒子所带电荷量为q，且不计重力，求：（1）粒子进入磁场时的速度v；（2）打在a、b两点的粒子的质量之差。答案：；3-3-9、正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。（1）PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R，两盒间距为d，在左侧D形盒圆心处放有粒子源S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。质子质量为m，电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t（其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数于回旋半周的次数相同，加速质子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。（2）试推证当时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。答案：；3-3-10、回旋加速器是用于加速带电粒子使之获得高能量的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别与高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，带电粒子在穿过此区域时得到加速．两D形盒处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直盒面．设粒子源内粒子电荷量为q、质量为m，粒子最大回转半径为，试分析：（1）回旋加速器内电场和磁场分别加在哪个区域内？（2）粒子在D形盒内做什么运动？（3）在两D形盒间所接的交流电频率应为多大？（4）粒子最终获得最大的动能为多少？