高三物理磁场大题知识讲解
物理高考磁场知识点

物理高考磁场知识点磁场是物理学中一个重要的概念,它涉及到电磁现象和力的作用。
在高考物理考试中,磁场是一个重要的考点,考生需要对磁场的特性、磁场的产生和磁场的应用等方面有一定的了解。
接下来,本文将为大家详细介绍物理高考磁场的知识点。
1. 磁场的特性磁场是由磁体产生的,具有方向和大小。
在物理学中,通常用磁感应强度B来描述磁场的大小,用磁场线表示磁场的方向和分布。
磁场线是从磁南极指向磁北极,形状呈环形。
磁场线的密度越大,表示磁场越强。
2. 磁场的产生磁场的产生与电流密切相关。
当电流通过导线时,会产生一个环绕导线的磁场。
根据右手定则,握住导线,大拇指所指方向即为电流的方向,其他四指所围成的方向即为磁场的方向。
如果有多条电流相互平行,则它们所产生的磁场叠加。
此外,磁铁也可以产生磁场。
一个磁铁的磁场是由它的两个磁极所产生的,其中一个磁极是磁北极,另一个磁极是磁南极。
3. 磁场的应用磁场在生活中有着广泛的应用。
其中,电动机是一个重要的应用实例。
电动机的工作原理基于磁场和电流之间的相互作用。
当电流通过电动机的导线时,会在导线周围产生一个磁场,这个磁场与电动机内部的磁场相互作用,产生力矩,使电动机转动。
磁场还广泛应用于电磁感应、电磁波等方面。
在电磁感应中,当导线中有电流通过或磁场发生变化时,会产生感应电动势。
而在电磁波中,磁场和电场相互耦合传播,形成电磁波。
4. 磁场的力学效应磁场与带电粒子之间会产生相互作用力。
当一个带电粒子在磁场中运动时,会受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的方向垂直于带电粒子的运动方向和磁场的方向,根据左手定则可得到具体方向。
洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷大小、速度以及磁感应强度有关。
由于洛伦兹力的作用,带电粒子在磁场中可以进行圆周运动。
5. 磁场的测量磁场的测量通常使用霍尔效应进行。
霍尔效应是一种基于磁场对电荷运动的影响而产生的电势差的现象。
在磁场中,当通过一块薄片的电流处于垂直于该片的方向时,由于洛伦兹力的作用,电流会受到偏转,并在片的两侧产生电荷不平衡,从而形成电势差。
(高中物理)知识全解24磁场的基本性质

高中物理知识全解 2.4 磁场的根本性质注意:左手生力,右手生电生磁。
根底知识:1、磁场:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。
2、磁场的根本性质:对放入其中的磁极、电流或运动电荷产生力的作用。
3、磁场的产生I、永磁体周围存在磁场。
II、电流周围存在磁场—电流的磁效应注意:结合安培右手定那么及楞次定律判定磁场的方向。
4、磁场决定磁场强度的客观性,磁场强度是由磁场所决定的客观物理量。
【例题】由公式F sinB qυθ=洛可知,在磁场中的同一点〔〕磁场强度B与F洛成正比,与sinqυθ成反比。
无论带电粒子所带电量如何变化,F sinqυθ洛始终不变。
磁场中某点的磁场强度为零,那么带电粒子在该点所受的磁场力一定为零。
如果磁场中有静止的带电粒子,那么该带电粒子不受磁场力。
假设带电粒子在某点不受磁场力,那么说明该点磁场强度为零。
磁场中的运动电荷不一定受磁场力。
答案:BCDF5、磁现象I、磁性:物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
II、磁体:具有磁性的物体叫磁体。
【磁体可分为:永磁体〔即硬磁体〕和软磁体两大类】III、磁极:磁体的各局部磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。
任何磁铁都有两个磁极,一个叫南极(S极),一个叫北极(N极)。
IV、磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
6、电流的磁效应I、电流对小磁针的作用。
奥斯特实验:奥斯特发现,电流能使磁针偏转,如以下列图所示。
II、磁体对通电导线的作用磁体对通电导线产生力的作用,使悬挂在蹄形磁铁两极间的通电导线发生移动。
如以下列图所示。
III、电流和电流间的相互作用相互平行且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同的电流时,两导线相互吸引;当导线中通以方向相反的电流时,两导线相互排斥,如以下列图所示。
总结:不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
高中物理竞赛讲义-磁场典型例题解析精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版磁场典型例题解析一、磁场与安培力的计算【例题1】两根无限长的平行直导线a 、b 相距40cm ,通过电流的大小都是3.0A ,方向相反。
试求位于两根导线之间且在两导线所在平面内的、与a 导线相距10cm 的P 点的磁感强度。
【解说】这是一个关于毕萨定律的简单应用。
解题过程从略。
【答案】大小为×10−6T ,方向在图9-9中垂直纸面向外。
【例题2】半径为R ,通有电流I 的圆形线圈,放在磁感强度大小为B 、方向垂直线圈平面的匀强磁场中,求由于安培力而引起的线圈内张力。
【解说】本题有两种解法。
方法一:隔离一小段弧,对应圆心角θ ,则弧长L = θR 。
因为θ → 0(在图9-10中,为了说明问题,θ被夸大了),弧形导体可视为直导体,其受到的安培力F = BIL ,其两端受到的张力设为T ,则T 的合力ΣT = 2Tsin 2θ再根据平衡方程和极限xxsin lim0x →= 0 ,即可求解T 。
方法二:隔离线圈的一半,根据弯曲导体求安培力的定式和平衡方程即可求解…【答案】BIR 。
〖说明〗如果安培力不是背离圆心而是指向圆心,内张力的方向也随之反向,但大小不会变。
〖学员思考〗如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成(磁场仍然是进去的),且已知单位长度的电量为λ、环的角速度ω、环的总质量为M ,其它条件不变,再求环的内张力。
〖提示〗此时环的张力由两部分引起:①安培力,②离心力。
前者的计算上面已经得出(此处I = ωπλ•π/2R 2 = ωλR ),T 1 = B ωλR 2 ;后者的计算必须..应用图9-10的思想,只是F 变成了离心力,方程 2T 2 sin 2θ =πθ2M ω2R ,即T 2 =πω2R M 2 。
〖答〗B ωλR 2 + πω2R M 2 。
【例题3】如图9-11所示,半径为R 的圆形线圈共N 匝,处在方向竖直的、磁感强度为B 的匀强磁场中,线圈可绕其水平直径(绝缘)轴OO ′转动。
高中物理电磁学磁场题解技巧

高中物理电磁学磁场题解技巧磁场是高中物理电磁学中的一个重要概念,它与电流、电荷等物理量密切相关。
掌握磁场的性质和运动规律,对于解决与磁场相关的物理问题至关重要。
本文将介绍一些高中物理电磁学磁场题解技巧,帮助学生更好地理解和应用磁场知识。
一、磁场的基本概念和性质首先,我们需要明确磁场的基本概念和性质。
磁场是由电流所产生的,它具有方向和大小。
在解题时,我们可以使用磁感线的概念来描述磁场的方向和分布情况。
磁感线的方向是指在磁场中一个自由北极磁针的指向,它们是从磁南极指向磁北极的。
磁感线的密度越大,表示磁场强度越大。
二、电流和磁场的相互作用在解决与电流和磁场相互作用相关的问题时,我们需要掌握安培环路定理和洛伦兹力的概念。
安培环路定理指出,通过一条闭合回路的磁场感应电动势等于这条回路所包围的电流的代数和。
这个定理可以帮助我们计算磁场对电流的作用力。
洛伦兹力则是指电流在磁场中受到的力,它的大小与电流、磁场强度以及两者之间的夹角有关。
例如,考虑一个直导线放置在均匀磁场中,如图1所示。
如果电流方向与磁场方向垂直,则洛伦兹力的大小为F = BIL,其中B为磁场强度,I为电流强度,L为导线的长度。
如果电流方向与磁场方向平行或反平行,则洛伦兹力为零。
图1:直导线在磁场中受力情况示意图三、电流产生的磁场在解决与电流产生的磁场相关的问题时,我们需要掌握比奥-萨伐尔定律和电流元的概念。
比奥-萨伐尔定律指出,通过一条无限长直导线的点P处的磁场强度与电流强度和点P到导线的距离成反比。
电流元则是指一个极短的导线段,它的电流强度为dI。
例如,考虑一个无限长直导线,如图2所示。
根据比奥-萨伐尔定律,点P处的磁场强度B与电流强度I、导线到点P的距离r满足B = kI/r,其中k为比奥-萨伐尔常数。
通过积分,我们可以计算出点P处的磁场强度。
图2:无限长直导线产生的磁场示意图四、磁场的叠加原理在解决与磁场的叠加相关的问题时,我们需要掌握磁场叠加原理。
高三物理磁场知识点知识点总结

高三物理磁场知识点知识点总结高三物理磁场知识点知识点一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。
磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。
电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的。
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种专门形状的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的差不多性质确实是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
二、磁现象的电本质1.罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发觉小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。
2.安培分子电流假说法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3.磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都能够归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
三、磁场的方向规定:在磁场中任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向确实是那一点的磁场方向。
四、磁感线1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2.磁感线的特点:(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极。
(2)磁感线是闭合曲线。
(3)磁感线不相交。
(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地点磁场越强。
3.几种典型磁场的磁感线:(1)条形磁铁。
(2)通电直导线。
①安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向确实是磁感线围绕的方向;②其磁感线是内密外疏的同心圆。
高考物理复习知识点与解题方法专题讲解9---磁场

无磁极、非匀强且 相似,管内为匀强 N 极和 S 极且离圆
距导线越远处磁场
磁场且磁场最强, 环中心越远,磁场
越弱管外为非匀强磁场 Nhomakorabea越弱安培
定则
三、安培力的大小和方向 1.安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时,F=BIL. (2)磁场和电流平行时:F=0. 2.安培力的方向 (1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同 一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向
v2 (1)向心力公式:qvB=m r .
mv (2)轨道半径公式:r=Bq.
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2πr 2πm 1 Bq
2π
Bq
(3)周期公式:T= v = qB ;f=T=2πm;ω= T =2πf= m .
特别提示:T 的大小与轨道半径 r 和运行速率 v 无关,只与磁场的磁感应强度 B
q 和粒子的比荷m有关.
高考物理复习知识点与解题方法专题讲解
9 《磁场》 第一节 磁场的描述 磁场对电流的作用
【基本概念、规律】 一、磁场、磁感应强度 1.磁场 (1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用. (2)方向:小磁针的 N 极所受磁场力的方向. 2.磁感应强度 (1)物理意义:描述磁场强弱和方向.
考点二 安培力作用下导体运动情况的判定 1.判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位
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置的磁场分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运 动方向或运动趋势的方向.
2.在应用左手定则判定安培力方向时,磁感线方向不一定垂直于电流方向,但安 培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直,即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方 向决定的平面.
高中物理(磁场)理解拓展辅导讲义与典型例题答案解析

1.磁感应强度B 磁感应强度可以采用如下三种定义方式: (1) B 的方向垂直于正电荷所受最大磁力的方向与电荷运动方向组成的平面,并满足右旋关系,即B v q F ⨯=.当v 垂直于B 时,电荷所受磁力最大(m F ),B 的大小等于单位试探电荷以单位速率运动时所受的最大磁力,即qv F B m /=,如图12-1所示.(2)B 的方向垂直于电流元所受最大磁力的方向与电流元方向组成的平面,并满足右旋关系,即B l Id F d ⨯=.当l d 垂直于B 时,电流元的受磁力最大,B 的大小等于单位电流元所受的最大磁力,即Idl F B m /=,如图12-2所示.(3)B 的方向垂直于线圈所受最大力矩的方向与磁矩方向所组成的平面,并满足右旋关系,即B m M ⨯=,当m 垂直于B 时,线圈所受力矩最大(m M ),B 的大小等于单位磁矩所受的最大力矩,即m M B m /=,如图12-3所示.理解与拓展:⑴ 磁感应强度B 是反映磁场(对运动电荷或电流有作用力)性质的基本量,它的重要性相当于电场中的E .它是一个矢量,一般是空间和时间的函数,磁场中某一点的B ,只依赖于磁场本身在该点的特性.⑵ 上述三种B 的定义都是等效的,方向都与小磁针N 极受力方向相同,大小也是一样的,因为有I d l qv =,l d F M m m '=,l Idld IS m '==,所以m M I d l F qv F B m m m ///===.相应的三个定义式B v q F m ⨯=,B l Id F m ⨯=和B m M m ⨯=也是可以互相推导的.2.磁场中的高斯定理 在磁场中通过任意封闭曲面的磁通量恒为零,即 0=∙=Φ⎰S d B SmF m Bv(a )q 图12-1F mB Id l(b ) 图12-2M Bm(c ) 图12-3理解与拓展:⑴ 同静电场中引入电场线一样,磁场中可以引入磁感应线(B 线),并规定它在某点的切线方向表示该处B 的方向,垂直穿过某点附近单位面积磁感应线的条数为B 的大小.⑵ 高斯定理反映了磁场的无源性.即磁感应线是连续的,在任何地方都不可断,磁场是无源场.假若B 线在某点中断,就一定能作出包围该点但B 通量不为零的闭合面.这是高斯定理所不允许的,场线中断的地方是场源,B 线不中断,说明磁场是无源场,它的本质是认为没有磁荷.⑶ 高斯定理的适用范围:它是由毕奥-萨伐尔定律导出的,它的适用条件也应当是稳恒电流的磁场,进一步的研究指出,高斯定理可以推广到任意非稳恒电流激发的磁场,但这时毕奥-萨伐尔定律不再成立.⑷ 通过某一有限面S 的磁通量可表示为 ⎰⎰=∙=ΦSSm dS B S d B θcos3.毕奥-萨伐尔定律如图12-4所示,电流元l Id 在距它为r的场点P 处产生的磁感应强度B d 为304r rl Id B d⨯=πμ毕奥-萨伐尔定律仅对线电流元的空间适用,即电流通过的横截面的线度远小于其到待求场点的距离,所以不存在0→r 时∞→B d 的困惑。
高中物理竞赛《磁场》内容讲解

磁 场一、恒定电流的磁场1、直线电流的磁场通有电流强度为I 的无限长直导线,距导线为R 处的磁感应强度为:RIB πμ20=;如下图距通有电流强度为I 的有限长直导线为R 处的P 点的磁感应强度为:)cos (cos 40βαπμ+=RIB ----------------------------------①若P 点在通电直导线的延长线上,则R=0 α=0 β=π 无法直接应用上述式子计算,可进行如下变换lR d d 21)sin(2121=+βα 上式中1d 、2d 分别为P 点到A 、B 的距离,l 为直导线的长度所以:l d d R )sin(21βα+=代入①式得:)sin(cos cos 4210βαβαπμ++=d d Il B令2sin2cos2cos 2sin 22cos2cos2)sin(cos cos βαβαβαβαβαβαβαβα+-=++-+=++=y将α=0 β=π代入上式得0=y所以:在通电直导线的延长线上任意一点的磁感应强度为0=B2、微小电流元产生的磁场微小电流元的磁场,根据直线电流的磁场公式)cos (cos 40βαπμ+=rIB得:Ⅰ若α、β都是锐角,如左图,有:)cos (cos 40βαπμ+=r I B =)sin (sin 4210θθπμ∆+∆rI因1θ∆、2θ∆0→,所以≈∆+∆=)sin (sin 4210θθπμr I B )(4210θθπμ∆+∆rI所以:θπμ∆=rIB 40Ⅱ若α、β中有一个是钝角,如β(右图),则:]sin )[sin(cos 4)cos (cos 400000θθθθπμβαπμ-+∆=+=r Id I B -------------①00000sin sin cos cos sin sin )sin(θθθθθθθθ-∆+∆=-+∆因0→∆θ,所以:0000cos cos sin sin )sin(θθθθθθθ∆≈∆≈-+∆--------------------------------②②式代入①式得:θπμ∆=rIB40总上所述,电流元I 在空间某点产生的磁场为:θπμ∆=rIB 40,式中r 为电流元到该点的距离,θ∆为电流元端点与该点连线张开的角度。
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高三物理磁场大题1.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Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成600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 .12t ∆ B .2t ∆C .13t ∆ D .3t ∆2.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。
杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。
则A .θ=0时,杆产生的电动势为2BavB .3πθ=3BavC .θ=0时,杆受的安培力大小为23(2)R B avπ+D.3πθ=时,杆受的安培力大小为23(53)RB avπ+3.如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷最分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别v A和vB,最大动能分别为EkA和EkB。
则()(A)m A一定小于m B (B)q A一定大于q B(C)v A一定大于v B (D)E kA一定大于E kB4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是A.120V,0.10A B.240V,0.025AC.120V,0.05A D.240V,0.05A5.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率tB∆∆的大小应为A.πω04B B.πω02B C.πω0B D.πω20B6.如图所示直角坐标系xoy 中,矩形区域oabc 内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.0×10-2T ;第一象限内有沿y -方向的匀强电场,电场强度大小为5100.1⨯=E N/C 。
已知矩形区域Oa 边长为0.60m ,ab 边长为0.20m 。
在bc 边中点N 处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为6100.1⨯=v m/s 的某种带正电粒子,带电粒子质量27106.1-⨯=m kg ,电荷量19102.3-⨯=q C ,不计粒子重力,求:(计算结果保留两位有效数字)(1)粒子在磁场中运动的半径;(2)从x 轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短路程为多少? (3)放射源沿-x 方向射出的粒子,从射出到从y 轴离开所用的时间。
7.如图所示,相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成。
PG右侧部分单位长度电阻为r0,且PQ=QH=GH=L。
PG 左侧导轨与导体棒电阻均不计。
整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。
质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动,在到达PG之前导体棒AC已经匀速。
(1)求当导体棒匀速运动时回路中的电流;(2)若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒加速度;(3)若导体棒初始位置与PG相距为d,运动到QH位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。
8.(12分)如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。
将一个不知道电荷性质,电量为2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.2J。
求:(1)判断电荷带正电还是负电?由A到B电场力做的功W AB?(2)A、B两点的电势差U AB为多少?(3)匀强电场的场强的大小?9.(18分)如图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS 和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q两点,NS和MT间距为1.8h.质量为的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间m、带电量为q做圆周运动,重力加速度为g.(1)求该电场强度的大小和方向。
(2)要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值。
(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值。
10.在如图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为E=×104 V/m.x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2 T.把一个比荷为q=2×108 C/kg的正电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受m的重力忽略不计.(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径;(保留两位有效数字)(3)当电荷第二次到达x轴时,电场立即反向,而场强大小不变,试确定电荷到达y轴时的位置坐标.11.(20分)如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右。
空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B。
匀强电场(图中未画出)方向平行于xoy平面,小球(可视为质点)的质量为m、带电量为+q,已知电场强度大小为mg=,g为重力加速度。
Eq(1)若匀强电场方向水平向左,使小球在空间中做直线运动,求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向;(2)若匀强电场在xoy平面内的任意方向,确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围;(3)若匀强电场方向竖直向下,将小球从O点由静止释放,求小球运动过程中距x轴的最大距离。
12.如图所示,一根长为l的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m 的带电小球,将整个装置放入一匀强电场,电场强度大小为E,方向水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ=370时,小球处于平衡状态,(sin370=0.6)试求:(1)小球带何种电荷,带电量为多少;(2)如果将细线剪断,小球经时间t发生的位移大小;(3)若将小球拉至最低点无初速释放,当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。
13.如图所示的坐标系,x 轴沿水平方向,y 轴沿竖直方向.在x 轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直于xOy 平面向里的匀强磁场,在第四象限内存在沿y 轴负方向、场强大小与第三象限电场强度相等的匀强电场.一质量为m 、电荷量为q 的带电质点,从y 轴上y =h 处的P 1点以一定的水平初速度沿x 轴负方向进入第二象限,然后经过x 轴上x =-2h 处的P 2点进入第三象限,带电质点恰能做匀速圆周运动,之后经过y 轴上y =-2h 处的P 3点进入第四象限.试求:(1)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小. (2)带电质点在第四象限空间运动过程中的最小速度.14.(18分)如图所示,在直角坐标系xoy 平面的第II 象限内有半径为R 的圆1O 分别与x 轴、y 轴相切于C (R ,0)、D (0,R )两点,圆1O 内存在垂直于xoy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度B .与y 轴平行且指向负方精品文档向的匀强电场左边界与y轴重合,右边界交x轴于G点,一带正电的粒子A (重力不计)电荷量为q、质量为m,以某一速率垂直于x轴从C点射入磁场,经磁场偏转恰好从D点进入电场,最后从G点以与x轴正向夹角45°的方向射出电场.求:(1)OG之间距离;(2)该匀强电场电场强度E;(3)若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的正粒子A',从C 点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A'再次回到x轴上某点时,该点坐标值为多少?参考答案【答案】B【解析】由牛顿第二定律2v qvB m r =及匀速圆周运动2rT v π=得:mv r qB =;2mT qBπ=。
作出粒子的运动轨迹图,由图可得以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场经过Δt=T/6从C 点射出磁场,轨道半径3r AO =;速度变为v/3时,运动半径是r/3=3/3AO ,由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为1200,运动时间为T/3,即2Δt 。
A 、C 、D 项错误; B 项正确。
【答案】AD【解析】杆的有效切割长度随角度变化关系为θcos 2a L =由法拉第电磁感应定律可知A 答案显然正确,B 错误;此时导体棒是电源,而两圆弧并联后作为外电路,由全电路欧姆定律通过计算可知答案D 正确,选AD 3.ACD【解析】分别对A 、B 进行受力分析,如图所示两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等,与带电量的大小无关,因此B 选项不对,对于A 球:1sin A T F θ= 1cos A A T M g θ= 对于B 球:2sin B T F θ= 2cos B B T M g θ=联立得:F=12tan tan A B M g M g θθ= 又θ1>θ2可以得出:m A <m B A 选项正确在两球下摆的过程中根据机械能守恒:211(1cos )2A A A AM gL M v θ-=可得:A v =221(1cos )2B B B BM gL M v θ-=可得:B v =开始A 、B 两球在同一水平面上,12cos cos A B L L θθ= 由于θ1>θ2可以得出:L A >L B这样代入后可知:A B v v > C 选项正确 A 到达最低点的动能:2111111111cos 1(1cos )(1cos )cos cos tan 2tan sin 2A A A A A A A F M v M gL L FL FL θθθθθθθθ-=-=-==B 到达最低点的动能:2222222221cos 1(1cos )(1cos )cos cos tan 2tan sin 2B B B B B B B F M v M gL L FL FL θθθθθθθθ-=-=-==由于θ1>θ2可知,12tan tan22θθ>又:12cos cos A B L L θθ=可得:221122A AB BM v M v >因此D 选项也正确。