磁场计算专题1
电流和磁场1(1)
Ii ni qvi .S
m
n,单位体积 内载流子总 数
I I i ni qvi .S q( ni vi ).S ( ni )q (
i 1 i 1 i 1
i 1
( ni vi )
i 1 m
m
n
i 1
).S
i
即： I nqv.S
或： I nqv.S v 是所有载流子平均速度
l1 2R
I
I1
l1
1
l2 2R
×
O
R
2 I2
l2
I
l1 l2 I1 I 2 s s
I1 l1 I 2 l 2
r r r BO B1O B2O 0
求圆心O 点的磁场 ５．如图， 解：
r B0 。
I
60
Bab Bcd RO 0I I 0 (cos1 cos 2 ) (cos 0 cos 30 ) 4 a 4 R cos 60 0I 3 (1 ) 2 R 2 0 I 2 0I 0I Bbc 4 R 3 6R 4 R
即：导体中某点电流密度的大小等于与该点载流子定向运动速 度方向垂直的单位面积上的电流强度。
单位：国际单位制A/m2 方向：该点正电荷定向运动的方向。
应用：已知电流密度分布求任意曲面电流强度
在曲面上取无限小面元通过面元dS的电流 r r dI j dS 通过任一面积 S 的电流强度
I
S
四、电源的电动势
1、电源 1).将正电荷从低电势处移至高电势处 以维持恒定电势差的装置。 2).非静电力（洛伦兹力，化学力，涡 旋电场力等等）
高中物理电磁学专题1：带电粒子在电磁场中的运动问题
的比荷 (q/m) 决定.
电偏转和磁偏转的比较
电偏转和磁偏转的比较
电偏转和磁偏转的比较
（一）带电粒子在有界匀强磁场中的运动
1. 有界匀强磁场问题是指只在局部存在匀强磁场，带电粒 子从磁场区域外垂直磁场方法进入磁场，在磁场区域内 经历一段匀速圆周运动后离开磁场区域的一类问题.
2. 由于磁场区域边界不同、带电粒子垂直进入磁场的方向 不同，造成粒子在磁场中运动的情形各不相同.
8．带电粒子在磁场中运动的多解问题 (4) 题目所给条件不足形成多解
若题目只给出了带电粒子在有界磁场的进入点、飞出点以 及轨迹，如图所示，即可形成多解．
8．带电粒子在磁场中运动的多解问题 (5) 带电粒子在运动的周期性形成多解
带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动 往往具有往复性，从而形成多解．
圆心的确定
(2) 已知入射方向和出射点的位置 通过入射点作入射方向的垂线，连接 入射点和出射点，作中垂线，这两条 垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图 乙所示，P为入射点，M为出射点)．
依据：弦的垂直平分线过圆心
4. 求解带电粒子做圆周运动的半径和圆心角，主要是灵活 应用几何知识(勾股定理、三角函数等).
功
也可能不做功
理论基础
大小 力F=0的情况
洛伦兹力 B不一定为零
电场力
F＝qE
E一定为零
作用效果
只改变电荷运动的 既可以改变电荷运动
速度方向，不改变 的速度大小，也可以
速度大小
改变电荷运动的方向
U
若不计重力，则带电粒子只受电场力作用，
+
q
_ 应用动能定理：
v1 m v2 d
1 2
mv22
第十一章稳恒电流的磁场(一)作业解答
一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度毕奥—萨法尔定律：304r rl Id B d⨯=πμ1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a IB πμ20=半无限长载流直导线a IB πμ40=,直导线延长线上0=B2. 圆环电流的磁场232220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθμ220∙=R I B电荷转动形成的电流：πωωπ22q q T q I === 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B的大小为(A))(20b a I+πμ． (B)b b a aI +πln20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) )2(0b a I+πμ． 解法：【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法：根据直线电流的磁场公式和圆弧电流产生磁场公式可得【 】自测提高7、边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷．此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1；此正方形同样以角速度ω 绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感应强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为 (A) B 1 = B 2． (B) B 1 = 2B 2． (C) B 1 = 21B 2． (D) B 1 = B 2 /4． 解法：设正方形边长为a ω 相同，所以每个点电荷随着正方形旋转时形成的等效电流相同， 为当正方形绕AC 轴旋转时，一个点电荷在O 旋转产生电流，在O 点产生的总磁感小为O 点产生的磁感应强度的大小为基础训练12、一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy 轴放置，电流沿y 正向．在原点O 处取一电流元l Id ，则该电流元在(a ，0，0)点处的磁感强度的大小为 ，方向为 。
3-1带电粒子在磁场中的运动经典例题
带电粒子在磁场中的运动一一、带电粒子(不计重力)在磁场中做圆周运动问题解题的一般步骤： 1、找圆心：①物理方法：两洛仑兹力延长线的交点为圆心②几何方法：弦的垂直平分线与一直径的交点2、求半径：①物理方法：由qvB=mv2/R 得 R=mv/qB②几何方法：利用三角知识和圆的知识求3、确定圆心角：①物理方法：圆心角φ等于运动速度的偏向角θ②几何方法：圆心角φ等于弦切角β的二倍 4、时间确定：a. 用公式 t =s / v 或 t =α/ω求b. 已知周期T ，所对应的圆心角为α时5、求其他量;题型分类：一、单边界磁场例题1．如图所示，x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的离子（不计重力），以相同速度从O 点射入磁场中，射入方向与x 轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中A.运动时间相同B.运动轨道半径相同C.重新回到x 轴时速度大小和方向均相同D.重新回到x 轴时距O 点的距离相同例题2、 如图所示,在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角,若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a,则该粒子的荷质比和所带电荷的正负是（ ）A .aB23v,正电荷B .aB2v,正电荷C .aB23v,负电荷 D .aB2v,负电荷例题3、如图3-6-9所示，一个带负电的粒子以速度v 由坐标原点射入充满x 正半轴的磁场中，速度方向与x 轴、y 轴均成45°角．已知该粒子电量为－q ，质量为m ，则该粒子通过x 轴和y 轴的坐标分别是多少？ＡTt T t360或2απα==针对练习1、 如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场（电子质量为m ，电荷为e ），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？3、如图3-6-2所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直平面并指向纸面外，磁感应强度为B ．一带正电的粒子（不计重力）以速度v 0从O 点射入磁场，入射方向在xy 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，求该粒子的电荷量与质量之比q/m ．二、双边界磁场例题1. 三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从如图所示的长方形区域的匀强磁场上边缘射入强磁场,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°,则它们在磁场中的运动时间之比 （ ） A .1∶1∶1B .1∶2∶3C .3∶2∶1D .1∶2∶3例题2．如图所示，一束电子（电量为e ）以速度v 0垂直射入磁感应强度为B ，宽为d 的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间是多少？例题3、.如图所示，宽为d 的匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里．现有一个电量为-q ，质量为m 的粒子（不计重力），从a 点以垂直于磁场边界PQ 并垂直于磁场的方向射入磁场，然后从磁场上边界MN 上的b 点射出磁场．已知ab 连线与PQ 成60º，求该带电粒子射出磁场时的速度大小。
专题1：带电粒子在匀强磁场的运动典型问题分析
枣庄三中2013——2014学年度高二物理学案使用日期：2013年12月__日 学号_______ 姓名___________专题1：带电粒子在匀强磁场的运动典型问题分析问题1.带电粒子的轨道半径和周期1．粒子圆周运动的半径：Bqv ＝m R v 2R ＝Bqmv2．粒子圆周运动的周期：T ＝vRπ2＝2π(Bq mv )/v ＝Bq m π2所以T ＝Bq m π23.带电粒子运动轨迹的圆心、半径的确定（1）已知入射方向和出射方向时，可以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，如图5-5-1（a ）所示，P 为入射点，M 为出射点，O 为轨道圆心。
（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，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图5-5-1（b ）所示，P 为入射点，M 为出射点，O 为轨道圆心。
（3）确定带电粒子运动圆弧所对圆心角的两个重要结论：带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角φ叫做偏向角，偏向角等于圆弧轨道M P对应的圆心角α，即α=φ，如图5-5-1（a ）所示。
（4）圆弧轨道M P所对应圆心角α等于PM 弦与切线的夹角（弦切角）θ的2倍，即α=2θ，如图5-5-1（b ）所示。
4、带电粒子在磁场中运动的时间的确定带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，转一周所用时间可用公式T=qBmπ2确定，从式中可以看出粒子转一周所用时间与粒子比荷有关，还与磁场有关。
若要计算转过任一段圆弧所用的时间，则必须确定粒子转过的圆弧所对的圆心角θ，并由表达式t=πθ2T 确定通过该段圆弧所用的时间，其中T 即为该粒子做圆周运动的周期，转过的圆心角越大，所用时间越长。
典例1. 质量为m ，电荷量为q 的粒子，以初速度v 0垂直进入磁感应强度为B 、宽度为L 的匀强磁场区域，如图所示。
求(1)带电粒子的运动轨迹及运动性质(2)带电粒子运动的轨道半径(3)带电粒子离开磁场时的速率 (4)带电粒子离开磁场时的偏转角θ(5)带电粒子在磁场中的运动时间t(6)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移图5-5-1问题2.带电粒子在有界磁场中运动问题1.带电粒子在半无界磁场中的运动典例2.一个负离子，质量为m ，电量大小为q ，以速率V 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中(如图1).磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于图1中纸面向里.(1)求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离.(2)如果离子进入磁场后经过时间t 到达位置P ,证求直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系。
第四章磁场习题(1)
第四章习题1.是非题〔1〕在均匀无穷大媒介质中,磁场强度的数值不仅与电流的大小和导体的形状有关,还与媒介质的性质有关.〔2〕两根靠得很近相互平行的直导线,若通以相反方向的电流,则它们互相吸引. 〔3〕如果通过某一截面的磁通为零,则该截面处的磁感应强度一定为零.〔4〕通电线圈在磁场中的受力方向,可以用左手定则判别,也可以用楞次定律判别. 〔5〕由自感系数定义式可知：当空心线圈中通过的电流i越小,自感系数L就越大. 〔6〕磁感应线的方向总是从N极指向S极.〔7〕磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量,对于不同的物质就有不同的磁导率.〔8〕互感电动势的方向与线圈的绕向是有关的.〔9〕磁路中的欧姆定律是：磁感应强度与磁动势成正比,而与磁阻成反比.〔10〕线圈中感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通的变化成正比,这个规律叫做法拉第电磁感应定律.〔11〕在同一变化磁通的作用下,感应电动势极性相同的端子叫做同名端.〔12〕线圈的铁心不是整块金属,而是许多薄硅钢片叠压而成,这是为了节约金属材料.2.选择题〔1〕如图所示,六根导线互相绝缘,所通电流均为I,区域A、B、C、D均为相等的正方形,那么,指向纸内的磁通量最大的区域是〔〕A．A区域B．B区域C．C区域D．D区域〔2〕如图所示,在研究自感现象的实验中,由于线圈L的作用,〔〕A．电路接通时,白炽灯不会发光B．电路接通时,白炽灯不能立即达到正常亮度C．电路切断瞬间,白炽灯突然发出比较强的光D．电路接通后,白炽灯发光比较暗〔3〕两个互感线圈反串时,等效电感为〔〕A．0≥反L B．0≤反L C．0=反L D．不能确定〔4〕在电磁感应现象中,下列说法正确的是〔〕A．导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流B．导体作切割磁感应线运动,导体内一定会产生感应电流C．穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就一定有感应电流D．闭合电路在磁场内作切割磁感应线运动,电路中就一定有感应电流〔5〕如图所示,A、B是两个用细线悬着的闭合铝环,当合上开关S的瞬间〔〕A．A环向右运动,B环向左运动B．A环向左运动,B环向右运动C．A、B环都向右运动D．A、B环都向左运动〔6〕如图所示,多匝线圈的电阻和电源的内电阻可忽略,两个电阻器的阻值都是R.S原来断开,电路中电流REI2=.现闭合S将一电阻器短路,于是线圈中有自感电动势产生,这自感电动势〔〕A．有阻碍电流的作用,最后电流由I0减为零B．有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0C．有阻碍电流增大的作用,因而电流保持I0不变D．有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是要增大到2I0〔7〕如图所示,在匀强磁场中,两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属导线ab、cd,假定它们沿导轨运动的速度分别为v1和v2,且v2>v1.现要使回路中产生最大的感应电流,且方向为ba→,那么ab、cd的运动情况应为〔〕A．背向运动B．相向运动C．都向右运动D．都向左运动〔8〕在图中,当S闭合瞬间,B线圈中a、b电位的关系为〔〕A．bavv<B．bavv>C ．b a v v =D ．不能确定〔9〕如图所示,闭合电路ABCD 竖直放在匀强磁场中, 磁场方向垂直纸面向外,AB 段可沿导轨自由向下滑动, 当AB 由价值开始向下滑动时,则〔 〕 A ．A 端电位较低,B 端电位较高B ．AB 段在重力和磁场力的作用下最后匀速下滑C ．AB 段在磁场力作用下,以大于g 的加速度下滑D ．AB 段在磁场力作用下,速度逐渐减小〔10〕如图所示,L 为足够大的电感,电阻可忽略不计, EL1和EL2是两个相同的小白炽灯,如将S 闭合, 待灯亮度稳定后再断开.则随着S 的闭合和断开, EL1和EL2的亮度将是〔 〕A ．S 闭合：EL2很亮、EL1不亮,S 断开：EL1、EL2即熄灭B ．S 闭合：EL1很亮、EL2逐渐亮,最后一样亮,S 断开：EL2即灭、EL1逐渐灭C ．S 闭合：EL1、EL2同时亮,然后EL1灭、EL2不变,S 断开：EL2即灭、EL1亮一下后灭D ．S 闭合：EL1、EL2都亮, EL1从亮变暗至灭,EL2则同时变得更亮, S 断开：EL2即灭、EL1亮一下后灭〔11〕相同长度、相同截面积的两段磁路,a 段为气隙,磁阻为ma R ,b 段为铸钢,磁阻为mb R ,则〔 〕A ．mb ma R R =B ．mb ma R R =C ．mb ma R R >D ．条件不够,不能比较〔12〕如图所示,磁极中间通电直导体A 的受力方向为〔 〕 A ．垂直向上 B ．垂直向下 C ．水平向左 D ．水平向右3.填空题〔1〕如果环形线圈的匝数和流过它的电流不变,只改变线圈中的媒介质,则线圈内磁场强度将________,而磁感应强度将___________.〔2〕所谓磁滞现象,就是_______的变化总是落后于________的变化；所谓剩磁现象,就是当_________为零时,________不等于零.〔3〕如图所示,长10cm 的导线ab,通有3A 电流,电流方向从a 到b.将导线ab 沿垂直磁感应线方向放在一匀强磁场中,测得ab 所受磁场力为0.15N,则该区域的磁感应强度为________,磁场对导线ab 作用力的方向为_________.若导线ab 中的电流为零,那么该区域的磁感应强度为______.〔4〕有一空心环形螺旋线圈的平均周长为31.4cm,截面积为252cm ,线圈共绕有1000匝,若在线圈中通入2A 的电流,那么,该磁路中的磁阻为______,通过的磁通为______. 〔5〕有两根相互平行的长直导线A 、B,其中A 通有稳恒电流,B 是闭合电路的一部分,当它们互相靠近时,B 中产生的感应电流方向与A 中的电流方向______；互相远离时,B 中产生的感应电流方向与A 中的电流方向______. 〔6〕如图所示,如果线圈的电阻不计, 分析下述四种情况下,C 、D 两点电位的高低.①S 未接通时,________； ②S 闭合的瞬间,________；③S 闭合后,________； ④S 断开的瞬间,________.〔7〕在图示的螺线管中,放有一条形磁铁, 磁极已在图中标出.当磁铁突然向左抽出时, 端点A 的电位将比端点B 的电位_______； 当磁铁突然向右抽出时,端点A 的电位将 比端点B 的电位________.〔8〕一个线圈铁心的截面积为2.52cm ,线圈的匝数为2000匝,当线圈中电流由零增至2A 时,线圈从外电路共吸收能量0.4J,那么,该线圈的电感是_______,通过线圈的磁通为_______,线圈中的磁感应强度为_______.〔9〕图示出了A 、B 、C 三个线圈在铁心上的绕向,那么,可以确定端子________〔或端子_________〕为同名端.〔10〕两个相互靠近的线圈,已知甲线圈中电流的变化率为100A/s,在乙线圈中引起0.5V 的互感电动势,那么,两线圈间的互感系数为______.又若甲线圈中的电流是10A,那么甲线圈产生而与乙线圈交链的磁链是______.〔11〕自感线圈的横截面积为202cm ,共1000匝,通入图示的电流,在头2s 内产生的感应电动势为1V ,则线圈的自感系数为_______,1s 末线圈内部的磁感应强度 为_____,第3、4s 内线圈的自感电动势为_______, 第5s 内线圈中的自感电动势 为_______.〔12〕在匝数为1500匝的环形线圈中通以0.9A 的电流,测得其中的磁感应强度为0.9T,圆环的截面积为22cm ,那么,环形线圈中的磁通为_______,线圈的自感系数为_______,储存在线圈中的磁场能量是_______. 4.问答和计算题〔1〕把一根通有4A 电流、长为30cm 的导线放在匀强磁场中,当导线和磁感应线垂直时,测得所受的磁场力是0.06N,求：①磁场的磁感应强度；②如果导线和磁场方向成30º角,导线所受到的磁场力的大小.〔2〕如图所示,矩形线圈ab=cd=50cm,ad=bc=20cm,共有100匝,通以0.2A 的电流,方向如图所示.①为使线圈abcd 按图示方向转动,电磁铁上的线圈哪一端〔A 或B 〕接在直流电源正极上？哪一端接在负极上？②若线圈在图示位置所受的磁场力矩为0.2N •m,求匀强磁场的磁感应强度.〔3〕导线ab 可在导电轨道上无摩擦滑动,如图所示.Ab 长1m,匀强磁场的磁感应强度为0.8T,电源电动势E=2V,内阻不计,电阻R=5Ω.①当导线ab 运动的速度达到1m/s 时,它受多大的力？②导线ab 的最大速度可达多少？③若要使导线ab 以3m/s 的速度向右运动,则必须对ab 施以多大的力？〔4〕有一平均周长为80cm,截面直径为4cm 的环形螺旋线圈,线圈的匝数为5000匝,当线圈中通入5A 的电流,产生2105.7-⨯Wb 的磁通,求线圈铁心的相对磁导率. 〔5〕有一环形空心螺旋线圈,其外径为32cm,内径为28cm,线圈匝数为1500匝,其中电流为4.5A,求线圈中的磁通为多大？〔6〕如图所示,一矩形导电框架两端各串一电阻,Ω=11R ,Ω=22R ,放在匀强磁场中,其磁感应强度B=5T,方向如图所示.今有一导体AB,长0.2m,以1m/s 的速度在框架上向右滑动,求：①通过R1、R2的电流大小②磁场对导体AB 的作用力③电阻R1、R2上消耗的功率④外力作用于AB 做功的功率. 〔7〕如图所示,AB 、CD 是平行的金属导轨,ab 、mn 是压在导轨上的两条金属滚棒,磁场方向垂直纸面向外.当滚棒ab 向左运动时,mn 滚棒受力是什么方向？为什么？ 〔8〕如图所示,当可变电阻触点M 向右移动时,①标出L 2上感应电流的方向 ②指出AB 、CD 相互作用力的方向 ③指出线圈GHJK 的转动方向 〔9〕如图所示,有一匀强磁场,磁感应强度为3102-⨯T,在垂直于磁场的平面内,有一金属棒绕平行于磁场的O 轴按逆时针转动,转速为5r/s,已知棒长0.4m.求：①金属棒上产生的感应电动势多大？②O 、A 两端哪端电位高？〔10〕一个平行长度为15cm 、截面积为22cm 的铁氧体环形磁心上均匀分布500匝线圈,测出其电感为0.6H,试求磁心的相对磁导率.如果其它条件不变而匝数增加为2000匝,试求此线圈的电感. 〔11〕标出图中开关S 闭合瞬间互感电动势的极性.〔12〕如图所示的电路中,R 1=10Ω,R 2=20Ω,R 3=30Ω,U=12V ,L=20mH,C=50F μ,电路处于稳态,求：①L 中的电流和两端电压 ②C 上的电流和电压. 5.实验题〔1〕有两位同学,各自在一铁棒上绕一些导电线圈制成电磁铁.通电时电流都是从右端流入,从左端流出.但甲同学制成的电磁铁,左端时N 极,右端时S 极；而乙同学制成的电磁铁,恰好左端是S 极,右端是N 极.那么,他们各是怎样绕导线的？用简图表示出来. 〔2〕在研究电磁感应现象的实验中,如图所示.①首先把单刀双掷开关S1掷向A,待指针一摆动便立即断开,目的是_____________________________.②若测得电流从电流计的哪边接线柱进入,指针就向哪边偏转.当S1掷向B,再闭合S2时,电流计指针将________________；又当断开S2时,指针将______________③若把条形磁铁的S 极向线圈L1中插入时,指针将____________________；条形磁铁插入后不动时,指针将___________________.〔3〕分别用万用表欧姆档来测量阻值很大的电阻器、电容器、电感线圈〔其直流电阻很小〕三种元件时,指针的偏转情况各有什么不同？〔4〕读者可亲自动手做个小实验,观察电磁感应现象和验证楞次定律.类似《电工基础》〔第 2版,周绍敏主编〕第6章中图6-5所示,用薄金属片〔最好是铝片,质量轻,导电性能也较好〕弯成一个闭合圆环,用细线悬起,当磁铁〔条形磁铁或马蹄形磁铁〕的一端穿进环心时,环将随磁铁一起运动.当从环心抽出磁铁时,环仍然随磁铁同向移动.如果圆环不闭合,则无此现象产生.试用楞次定律来解释这个实验现象.。
高中物理匀强磁场
高中物理匀强磁场
高中物理：匀强磁场
一、定义
匀强磁场是指在一定区域内，磁感应强度大小和方向都相等且不变的
磁场。
二、匀强磁场的特点
1. 磁感应强度大小和方向都相等且不变；
2. 磁感应线是平行线且间距相等；
3. 磁力线是闭合曲线，且形状为圆形；
4. 在匀强磁场中，磁场力对静止的电荷无作用，只对运动着的电荷有
作用；
5. 在匀强磁场中，电荷在磁力的作用下沿着磁场力线做匀速圆周运动。
三、磁场力的计算
1. 磁场力公式：F=BqVsinθ，其中F为磁场力，B为磁感应强度，q为电荷量，V为电荷的速度，θ为磁场力和电荷速度的夹角。
这个公式可以用右手定则进行理解和计算。
2. 磁场力的方向：磁场力垂直于电荷速度和磁场力线，方向由右手定则确定。
四、运动规律
1. 电荷在匀强磁场中做圆周运动，圆周半径为：r=mV/qB，其中m为电荷质量。
2. 圆周运动的周期为：T=2πr/V=2πm/qB。
3. 运动的频率：f=1/T=qB/2πm。
五、应用
1. 医学中的核磁共振成像就是利用匀强磁场的原理。
2. 粒子加速器的电磁铁中，运用了匀强磁场原理，使带电粒子在加速器内做圆周运动。
3. 匀强磁场还被应用在磁悬浮列车等领域。
以上就是匀强磁场的一些基本知识和应用。
只有深入理解和掌握这些知识，才能更好地应用到实际生活中。
专题11 磁场(1)(解析版)
专题11 磁场（1）-高考物理精选考点专项突破题集一、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1、超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术。
磁体悬浮的原理是（）①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】D【解析】超导体中产生的是感应电流，根据楞次定律的“增反减同”原理，这个电流的磁场方向与原磁场方向相反，对磁体产生排斥作用力，这个力与磁体的重力达平衡，因此选项D正确。
故本题选D。
【考点】磁场的应用性【难度】中等2、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。
”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。
结合上述材料，下列说法不正确的是（）A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【答案】C【解析】根据题意知地理南北极与地磁场存在一个夹角叫磁偏角，两者不重合，因此选项A正确。
地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，因此选项B正确。
由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，因此选项C错误。
在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力作用，因此选项D正确。
故本题选C。
【考点】地磁场【难度】中等3、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中。
在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。
已知a点的实际磁感应强度为0，则下列正确的是()A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向上，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度也为0D．d点的实际磁感应强度与b点相同【答案】B【解析】a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁场方向水平向左，由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向里，因此选项A错误。
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磁场计算专题1
例1.如图所示，导体棒ab 长0.5m ，质量为0.1kg ，电阻R=5.5Ω，电源的电动势E=3V ，r=0.5Ω，整个装置放在一磁感应强度B=2T 的磁场中，磁场方向与导体棒垂直且与水平导轨平面成53°角，导体棒静止．求：
导体棒受到的摩擦力和支持力（不计导轨电阻）．（sin53°=0.8）
例2.
如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M 、N ，平行地置于匀强磁场中，间距为d ，金属棒ab 的质量为m ，电阻为r ，放在导轨上且与导轨垂直。
磁场的磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面成夹角
α 且与金属棒ab 垂直，
定值电阻为R ，电源及导轨电阻不计。
当电键闭合的瞬间，测得棒ab 的加速度大小为a ，则电源电动势为多大？
例3. 如图所示，以MN 为界的两匀强磁场，磁感应强度1
22B B ，方向垂直纸面向里。
现有一质量为m 、带电量为q 的正电粒子，从O 点沿图示方向进入1B 中。
求：
（1）试画出粒子的运动轨迹
（2）求经过多长时间粒子重新回到O 点？
2B
1B M v
例4.在xoy平面内，x轴的上方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，x轴的下方有匀强电场，电场强度为E，方向与y轴的正方向相反。
今有电量为-q 、质量为m的粒子（不计重力），从坐标原点沿y轴的正方向射出，射出以后，第三次到达x轴时（出发点O
不包括在这三次内），它与O点的距离为L，问：Array（1）粒子射出时的速度多大?
（2）粒子运动的总路程为多少？
例5.（2008•天津）在平面直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外磁场，磁感应度为B．一质量为m，电荷量为q带正电粒子从y轴正半轴上M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上N点与x轴正成60°角射入磁场，最后从y轴负半上P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求（1）M、N两点间电势差U MN；
（2）粒子磁场运动轨道半径r；
（3）粒子从M点运动到P点总时间t．
例 6. 例7.
例 8.
例 9.
例10.
多选
例12.
答案解析：
例1. 解：通过导体棒的电流 I=
E R+r
=
3 5.5+0.5
A=0.5A
导体棒受到的安培F=BIL=2×0.5×0.5N=0.5N
由受力分析f=Fsinθ=0.4N ，水平向右；
N=mg+Fcosθ=1.3N ，竖直向上；
例2.、αsin )(BL r R ma E +=
例3、2
2qB m π
例4、（1）L ＝4R-------------------------------------------------------------2分
设粒子初速度为v ，q v B=m v 2/R ----------------------------------------------------2分 可得 v =qBL/4m ------------------------------------------------------2分
（2）设粒子进入电场作减速运动的最大路程为L'，加速度为a ， v 2=2a L'----2分
qE=m a -----2分 粒子运动的总路程
s=2πR+2L'=πL/2+qB
2L 2/(16mE)-----------------------2分
例5、3mv 02/2q; 2mv 0/Bq; (3√3+2π)m/3Bq
例6、C。