磁场专题复习教师用

磁场专题复习1.关于磁感应强度，下列说法正确的是(A).A.一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B.通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C.放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 TD.磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同2.通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图8－1－3所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是(BD).A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框所受的安培力的合力方向向左D.线框所受的安培力的合力方向向右3.把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是(C).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，同时上升一条形磁铁放在水平桌面上，4.它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图8－1－11中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是(AD).A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力5.下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(B).6.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是(BD).A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P 1极板带正电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比qm越小7.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U0.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是(AC).A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1D.不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子加速8.是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场．当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时，下列说法中正确的是(BD).A.N板的电势高于M板的电势B.M板的电势高于N板的电势C.R中有由b向a方向的电流D.R中有由a向b方向的电流9.如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r 相同，则它们一定具有相同的( AD ).A.速度 B ．质量 C ．电荷量 D ．比荷10.某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图所示的直线斜向下由A 点沿直线向B 点运动，此空间同时存在由A 指向B 的匀强磁场，则下列说法正确的是( CD ). A.小球一定带正电 B.小球可能做匀速直线运动 C.带电小球一定做匀加速直线运动 D.运动过程中，小球的机械能增大11.如图所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移)，a 、b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力F 拉b 物块，使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动，则在加速运动阶段( B )． A ．a 对b 的压力不变 B ．a 对b 的压力变大 C ．a 、b 物块间的摩擦力变大 D ．a 、b 物块间的摩擦力不变12.以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场的方向竖直向下，大小为E ；匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B .虚线与水平线之间的夹角为θ＝45°，一个带负电荷的粒子在O 点以速度v 0水平射入匀强磁场，已知带电粒子所带的电荷量为q ，质量为m (重力忽略不计，电场、磁场区域足够大)．求： (1)带电粒子第1次通过虚线时距O 点的距离；(2)带电粒子从O 点开始到第3次通过虚线时所经历的时间； (3)带电粒子第4次通过虚线时距O 点的距离. 解析 带电粒子运动的轨迹如图所示(1)据q v 0B ＝m v 02r 得r ＝m v 0qB ，又由几何知识可知：d 1＝2r ，解得d 1＝2m v 0qB .(2)在磁场中运动时间为t 1＝T 4＝πm2qB在电场中a＝qEm运动时间为t2＝2v0a＝2m v0qE再一次在磁场中运动t3＝3πm2qB，所以总时间t＝2πmqB＋2m v0qE.(3)再次进入电场中从C到D做类平抛运动(如图所示)x＝v0t4，y＝at422，x＝y，得x＝2m v02qE所以距O点距离为Δd＝2d1－2x＝22m v0qB－22m v02qE13．如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场；第四象限无电场和磁场。

现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点最后又回到M点，设OM=L,ON=2L.求：（1）带电粒子的电性，电场强度E的大小；（2）带电粒子到达N点时的速度大小和方向；（3）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（4）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间。

解析：（1）粒子从M至N运动过程有：221atL=○1加速度qEam○2运动时间2vLt=○3由○1○2○3得电场强度222022,(2)L ma m La E vt q q L则22mvEqL○4(2)设v N 与x 成θ角 45,1tan 0====θθv atv v y 带电粒子到N 点速度02v v N =○5 （3）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，圆心在O ′处，设半径为R ，由几何关系知带电粒子过P 点的速度方向与x 成45角，则OP=OM=L则23L R =○6 由牛顿第二定律得：Rvm B qv NN 2= ○7 由○6○7解得：Lgmv B 320= (4)粒子从M 至N 时间：012v Lt =○8 粒子在磁场中运动时间：02424343v Lq qB m T t ππ===○9 粒子从P 至M 运动时间032v Lv L t N ==○10 从M 点进入电场，经N 、P 回M 所用时间03214)129(v Lt t t t +=++=π14．在平面直角坐标系xOy 中，第I 象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第IV 象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ．一质量为m ，电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v 0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成60º角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求： ⑴M 、N 两点间的电势差U MN ； ⑵粒子在磁场中运动的轨道半径r ； ⑶粒子从M 点运动到P 点的总时间t ．解析：⑴设粒子过N 点的速度为v ，有xPB B O yMθV NV 0V 0θ θRO ′ v 0BMOx N P θ ycos θ=v vv ＝2v 0粒子从M 点到N 点的过程，有221122MN qU m m =-v v 2032MNm U q=v⑵粒子在磁场中以O ′为圆心做匀速圆周运动，半径为O ′N ，有2m q B r=v v2m r qB=v ⑶由几何关系得：ON ＝ rsin θ设粒子在电场中运动的时间为t 1，有 ON ＝v 0t 11t qB=粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期2πmT qB=设粒子在磁场中运动的时间为t 2，有2π2πt T θ-=22π3mt qB=t ＝t 1＋t 2解得：2π)3mt qB=、15．在如图所示的直角坐标系中，x 轴的上方有与x 轴正方向成45°角的匀强电场，场强的大小为4102⨯=E V ／m ．x 轴的下方有垂直于xOy 面的匀强磁场，磁感应强度的大小为T B 2102-⨯=. 把一个比荷为q /m =2×108C/kg 的正电荷从坐标为（0，1）的A 点处由静止释放. 电荷所受的重力忽略不计，求：（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t ； （2）电荷在磁场中运动轨迹的半径；（3）电荷第三次到达x 轴上的位置.解析：（1）电荷从A 点匀加速运动到x 轴的C 点，位移为m AC s 2==加速度为s m mqEa /102212⨯==所用的时间为s ast 61012-⨯==（2）电荷到达C 点的速度为s m at v /10226⨯==，速度方向与x 轴正方向成45°在磁场中运动时，有Rv m qvB 2=得轨道半径m qB mv R 22==（3）轨迹圆与x 轴相交的弦长为m R x 12==∆电荷从坐标原点O 再次进入电场中，速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，运动 轨迹如图所示，与x 轴第三次相交时，设运动的 时间为t '，则tv t a ''=22145tan 得s t 6102-⨯='m t v x 845cos ='=即电荷第三次到达x 轴上的点的坐标为（8m ，0）。