磁场经典例的题目

实用标准文案精彩文档磁场知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：基本概念安培力；洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动；带电粒子在复合场中的运动。其中重点是对安培力、洛伦兹力的理解、熟练解决通电直导线在复合场中的平衡和运动问题、带电粒子在复合场中的运动问题。难点是带电粒子在复合场中的运动问题。一.磁场和磁感线1.磁场的产生：磁场是磁极、电流周围存在的一种物质，对放在磁场中的磁极、电流具有力的作用.注意：地球产生的磁场，如图1-1所示，地球的北极是地磁场的_____（南、北）极。2.磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或小磁针静止时N极的指向）.3.磁感线：用来形象描述磁场的大小和方向的一系列________（闭合、不闭合）的________(相交、不相交)曲线.用_________表示大小,用____________表示方向。4.电流产生的磁场方向判断:安培定则(又叫____________定则)5.常见磁场的磁感线:例1:下列图1-1实用标准文案精彩文档说法中正确的是（）A磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质B磁感线总是从磁体的N极出发,终止于磁体的S极C．磁感线的方向就是磁场方向D磁感线和电场线一样都是闭合不相交的曲线例2:两根非常接近且互相垂直的长直导线,当通以如图1-2所示的电流时,图中磁场方向向外且最大的是第______区域.例3:如图1-3所示，带负电的橡胶环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（）A．N极竖直向下B．N极竖直向上C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右二.安培力和磁感应强度1.安培力:F=________,F的方向:F___B;F___I。具体判断方法:左手定则:伸开左手,让磁感线穿过掌心,四指沿着_____方向,大姆指指向_________方向.常见结论:同向电流相互______，反向电流相互_______。2.磁感应强度定义式:B=_______,B的单位:________，是___(矢.标)量。注意：磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是存在的，与放入的电流I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比。例1:下列说法中正确的是（）A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与导线的长度L、通过的电流I乘积的比值即ILFBB.通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度ILFB只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导体在磁场中的方向无关D.通电导体所受磁场力的方向就是磁场的方向例2:垂直于磁场长为0.2米的导线,通以3A的电流时,在与磁场方向垂直的情况下,它受到磁场的作用力是6×10-2N,则磁场的磁感应强度B是_______T,当导线的长度在原位置的缩短为原来的一半时，磁感应强度为_______T.例3:如图2-1所示,AB是两根通有大小相等,方向相反电流的直导线,则它们中垂线上C处的磁场方向为______；D处磁场方向为______。若B也为方向向内的电流,则C处的磁场方向为_________；D处磁场方向为_______。例4:如图2-2所示，将一根长为l的直导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（）A．BIl21B．BIlC．BIl22D．BIl2例5:如图2-3所示,导体杆ab质量为m,电阻为R,静止在光滑倾角为θ斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,匀强磁场的磁感强度大小为B,方向竖直向上,电源内阻不计,则电源的电动势为____,欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,则B的方向为_______.例6:如图2-4所示,两根相互平行放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流,a受到磁场力的大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2.则此时b受到的磁场力大小为（）A．F2B．F1－F2C．F1+F2D．2F1－F2例7:如图2-5所示,长1米的水平直杆重6牛,在匀强磁场中通以2安的电流后,悬线与竖直方向成370的角,求该匀强磁场的最小值大小______。三.带电粒子在磁场中的运动1.洛伦兹力的大小：当电荷运动的方向与磁场方向垂直时，F洛=______。图1-2图2-5图2-2abII图2-4图2-3图2-1ωNSOO/图1-3实用标准文案精彩文档2.洛伦兹力的方向:用_____手定则来判断:用四指指向_____电荷的运动方向或负电荷运动的反方向,则大姆指所指的方向即为_______________方向.3.带电粒子在磁场中的运动规律:当电荷运动的方向与磁场方向垂直时,电荷的运动轨迹为_________;其运动的向心力由______提供,即F向=_______=________可得带电粒子做圆周运动的半径为R=______;周期为T=_______;可见,运动周期T与______和________无关.4.注意点:(1)洛伦兹力______(做,不做)功,比较:安培力____(做,不做)功.(2)带电粒子在磁场中作匀速圆周运动所受的洛伦兹力大小不变,但方向时刻改变:F__v,F__B.因而______(不是,是)恒力.(3)带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期与电荷的运动速度无关,与电荷的正负无关,只与电荷的荷质比有关.5.圆心、半径及时间的确定方法:（1）已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心。(2)已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，做其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心。（2）用几何知识求得半径大小;（3）找出圆心角大小，用t=__________,求时间.6.注意圆周运动中有关对称规律．(1)从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角_________；(2)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿________射出．例1:下列说法中正确的是:()A运动电荷在磁场中一定受磁场力作用,在电场中一定受电场力作用B当运动电荷在某处不受磁场力作用时,该处的磁感应强度一定为零C电荷与磁场没有相对运动,则一定不会受到磁场的作用力D当电荷运动的方向与磁场的方向成θ时,洛伦兹力的方向仍与磁场方向垂直.例2:每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，如图3-1所示，在地磁场的作用下，它将（）A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转例3::如图3-2所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔沿a→b方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔c射出，一部分电子从小孔d射出，则从c、d两孔射出的电子（）A．速度之比1:2:dcvvB．在容器中运动的时间之比2:1:dcttC．在容器中运动的加速度大小之比1:2:dcaaD．在容器中运动的加速度大小之比1:2:dcaa例4:如图3-3所示，质量为m电量为q的带电粒子以速度V垂直射入宽度范围为d的匀强磁场中,并偏转300后射出,则该区域的磁感强度大小为_______.例5:如图3-4所示,一电量为2×10-6库质量为4mg的电荷以10m/s的速度垂直一边进入长为4米宽为2米的匀强磁场区域的一顶点,并刚好从另一顶点区域射出,则该区域的匀强磁场大小为________.例6:如图3-5所示,在y0的区域里存在垂直于纸面向外大小为B的匀强磁场,一带正电的粒子以速度VO从O点射入磁场,入射方向在xoy平面内,与x轴正向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,则该粒子的电量和质量之比为______.例7:如图3-6所示，把中心带有小孔的平行放置的两个圆形金属板M和N，连接在电压恒为U的直流电源上。一个质量为m，电荷量为q的微观正粒子，以近似于静止的状态，从M板中心的小孔进入电场，然后又从N板中心的小孔穿出，再进入磁感应强度为B的足够宽广的匀强磁场中运动。图3-1图3-2图3-4图3-5图3-3实用标准文案精彩文档BθQPMN求:(1)该粒子从N板中心的小孔穿出时的速度有多大？(2)该粒子在磁场中受到的洛仑兹力是多大？(3)若圆形板N的半径为Ｒ，如果该粒子返回后能够直接打在圆形板N的右侧表面上，那么该磁场的磁感应强度B至少为多大？例8:如图3-7所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量+q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域，且分布在与PQ夹角为θ的范围内，不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是（）A．在荧光屏上将出现一个圆形亮斑，其半径为mvqBB．在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑，其半径为mvqBC．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为21cosmvqBD．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为21sinmvqB例9:如图3-8所示，图中圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电荷量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60０，求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场的位置。例10:如图3-9所示，真空中有以（r，0）为圆心，半径为r的圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y=r的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E，从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电荷量为q，质量为m，不计重力、粒子间的相互作用力及阻力的作用。求：（1）质子射入磁场时速度的大小；（2）沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间；（3）与x轴正方向成30o角（如图中所示）射入的质子，到达y轴的位置坐标。例11:如图3-10所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为2d。O′在MN上，且OO′与MN垂直。下列判断正确的是（）A．电子将向右偏转B．电子打在MN上的点与O′点的距离为dC．电子打在MN上的点与O′点的距离为d3D．电子在磁场中运动的时间为03vd四．带电粒子在复合场中的运动粒子在复合场中运动时注意受力分析，分析所受合力的大小和方向是否发生变化，从而判断出运动轨迹。关于速度大小和方向的变化，应注意各个力的特点。洛伦兹力始终和速度方向垂直，永不做功；重力对物体做的功与路径无关，只取决于初末位置的高度差；电场力对电荷做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差。图3-7vodOMNPQO′××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××左右图3-9图3-8图3-10图3-6实用标准文案精彩文档例1:质量为0.1g的小球带5×10-4c电量的负电荷，套在一根足够长的绝缘杆上，杆与水平方向成370角，球与杆间的摩擦系数μ=0.40，置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图4-1所示，求：小球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取10m／s2)例2:如图4-2所示，竖直绝缘杆处于方向彼此垂直，大小为E、B的匀强电、磁场中，一个质量为m、带正电为