磁场第一轮.ppt

1．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（）A．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过一.磁场、磁感应强度、安培力地磁场、奥斯特实验、右手定则Cabcde2.如图所示，已知螺线管通电的情况，请判断a、b、c、d、e各处小磁针N极的方位。安培右手定则、螺线管磁场3.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）西东I西东I西东I西东IABCD安培环流假说地磁场甲乙丙若该环形电流近似由地球表面带的电荷形成的，则电荷的电性如何？B北东南西4.在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量Be=5.0×10-5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置（如图所示）。由此测出该通电直导线在其正下方10cm处产生磁场的磁感应强度大小为（）A．5.0×10-5TB．1.0×10-4TC．8.66×10-5TD．7.07×10-5T磁感应强度的矢量叠加C5.关于磁感应强度B，电流I和安培力F之间的联系，下列说法中哪些是正确的（）A．F一定垂直于B，也一定垂直于IB.左手定则说明三者的方向一定是相互垂直的C.已知B和I的方向，用左手定则可以唯一确定F的方向D.已知其中任意两个量的方向，用左手定则都可以确定第三个量的方向左手定则ACD6.在如图所示电路中，电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小为fa、fb，判断这两段导线A.相互吸引，fafbB.相互排斥，fafbC.相互吸引，fafbD.相互排斥，fafb安培定则、左手定则D同向电流相吸，反向相斥abR7.金属框架光滑,宽度L=20cm，与水平面夹角=37。导体棒ab质量m=10g，电源电动势E=12V，内阻r=1，电阻R=11.若使ab静止，求下列几种情况匀强磁场的B的大小：(1)B竖直向上.(2)B水平向左.(3)若使B最小，求B的大小和方向.(4)若磁场方向垂直斜面向上，ab棒与导轨之间的摩擦因数=0.2，为使ab棒保持静止，求B的取值范围。典型模型0.375T0.5T0.3T,垂直斜面向上0.22T≤B≤0.38T×F1F2B1B2若导体棒能静止在光滑斜面上，那么所加磁场的方向范围如何？•8．如图1所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()•图1•A．0B．0.5BILC．BILD．2BILC实验室经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是（）A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向上D．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动甲乙NS9.磁电式电流表提高灵敏度的措施？当给电流表通入电流I时，通电线圈就在磁力矩作用下转动，同时螺旋弹簧即游丝就产生一个反抗力矩，二力矩平衡时，电流表的指针就停在某一位置.于是有NBIS=kθ，所以θ=.1.如图所示，一段导线处于匀强磁场中的长度为l(垂直磁场方向且直线穿过磁场)，A和B是边界上的截面。设t时间内有n个自由电子(每个电子的电量为e)进入A，同时有n个自由电子从B流出，则该导线上的电流强度I＝_________。安培力F＝IlB＝__________。若v是自由电子的定向流动的速度，则每个自由电子所受的洛仑兹力f＝___________。二.洛伦兹力对知识的深入理解宏观与微观24.（20分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。⑴一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。(a)求导线中的电流I；(b)将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。13北京高考2.电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是（）A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C．洛伦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．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动时动能、速度均不变左手定则洛伦兹力不做功B3.(2007北京)图1是电子射线管示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是（）A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C.加一电场，电场方向沿z轴负方向D.加一电场，电场方向沿y轴正方向xyzO+阴极电子束狭缝荧光屏阳极图1xyzO+阴极电子束狭缝荧光屏阳极图1B4.质子、氘核和粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中，求它们做圆周运动的半径之比和周期之比.(1)三者以相同速度进入磁场.(2)三者以相同动量进入磁场.(3)三者以相同动能进入磁场.(4)三者由静止经同一电势差加速后进入磁场.基本应用•5.在如图所示宽度范围内，用电场强度为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转θ角。在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为θ(不计粒子的重力)，问：•(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？•(2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？B＝Ecosθ/V0sinθ/θ23．如图所示，一带负电的粒子若以速度v0垂直于x轴由原点O射入x轴上面的匀强磁场中，速度方向磁场方向垂直，粒子从x轴上的点x1处射出。如果粒子速度大小不变，方向与原入射方向向右偏转θ角射入，则粒子从x轴上的点x2处射出。已知x1－x2=d，磁感应强度B，则该粒子的荷质比为多少？×××××××θ×××××××××××××××××××××BOxx2x1v02v0(1-cosθ)/Bdθv0Bx2xoθx16.质量为m，带电量为+q的粒子(不计重力)，从O点处沿+y方向以初速度v0射入一个边界为矩形的匀强磁场中，磁场方向垂直于xy平面向里，边界分别是y=0，y=a，x=-1.5a，x=1.5a.试讨论:B满足什么条件时?(1)粒子从上边界射出;(2)从左边界射出;(3)将从下边界射出．xya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aoxya-1.5a1.5aov1v2边界问题Bmv0/qamv0/qa≤B4mv0/3qaB≥4mv0/3qa7．如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC＝60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于T/6(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为()A.T/3B.T/2C.2T/3D.5T/6BR2R8．如图甲、乙所示，两个横截面分别为圆和正方形、且磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子以相同的速度同时分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直。进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则下列判断正确的是()•A．两个电子在磁场中运动的半径一定相同•B．两个电子在磁场中运动的时间有可能相同•C．进入圆形区域的电子一定先飞离磁场•D．进入圆形区域的电子一定不会后飞离磁场ABD××××××××××××××××××××××××××ABOC●O'●O''D24．（12安徽卷）如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为()A.21tB.2tC.31tD.3t××××××××××××××××××××××××××ABOC●rRR/600300θ半径减小，圆心角增大，在磁场中的时间增大。分析300150024003000600•11.如图所示，正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。请问：•（1）粒子不发生偏转的入射速度是多少？•（2）粒子带何种电荷，带电量的多少是否影响偏转？•（3）若某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以速度v0向右射去，从右端中心a下方的b点以速度v1射出；若增大磁感应强度B，该粒子将打到a点上方的c点，且有ac=ab，则该粒子带何种电荷，从c点射出时的速度是多少？abcOv0√2v02-v1212.如图为电磁流量计的示意图。直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内，有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中导电液体的流量Q=。（流量即单位时间内流过的液体体积。）dab13.目前世界上正在研究的一种新型发电机叫做磁流体发电机。这种发电机与一般发电机不同，它可以直接把内能转化为电能，它的发电原理是：将一束等离子体（既高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，如图所示磁场中A、B金属板上会聚集电荷，产生电压。设A、B两平行金属板的面积为S，彼此相距L，等离子体的导电率为P（即电阻率的倒数），喷入速度为v，板间磁感应强度B与气流方向垂直，与板相连的电阻的阻值为R。问流过R的电流I为多少？霍尔效应与电磁流量计I=0×++++++-------+vFFff×++++++-------+vvFFff---I+++++++++------fF---II++++++++++++------fFU=IB/nqd下表面电势高Q=vhd=dU/B上表面电势高电势的高低与载流子有关如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U=KIB/d。式中的比例系数K称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力。当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v、电量为e，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势下侧面A′的电势（填高于、低于或等于）。（2）电子所受的洛仑兹力的大小为。（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小