2022年高二物理上學(xué)期 磁場(chǎng)專題練習(xí)

《2022年高二物理上學(xué)期 磁場(chǎng)專題練習(xí)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高二物理上學(xué)期 磁場(chǎng)專題練習(xí)（15頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高二物理上學(xué)期 磁場(chǎng)專題練習(xí) 我們前面復(fù)習(xí)了電場(chǎng)，對(duì)場(chǎng)的概念有了一定的了解?，F(xiàn)在我們開始學(xué)習(xí)磁場(chǎng)這個(gè)東西，其實(shí)對(duì)于磁場(chǎng)我們好像更了解，磁鐵、地磁場(chǎng)這些名字從小回蕩在你我耳邊。但是不幸的是，這章好像與這些沒有什么關(guān)系。并且我們要強(qiáng)調(diào)，我們這張對(duì)于磁場(chǎng)中的力是忽略掉其對(duì)鐵、鈷、鎳的作用的，我們所用的導(dǎo)體與磁場(chǎng)是沒有作用的。我們研究的還是帶電物體的在磁場(chǎng)中的作用的。 一、 知識(shí)結(jié)構(gòu) 1、磁場(chǎng) １．磁場(chǎng)是磁極、電流周圍存在的一種物質(zhì)，對(duì)放在磁場(chǎng)中的磁極、電流具有力的作用。 ２．磁場(chǎng)的方向：規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向（或小磁針靜止時(shí)N極的指向）就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 2

2、、磁感線 １．磁場(chǎng)中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向，曲線的疏密能定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，這一系列曲線稱為磁感線。要掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵形成磁場(chǎng)及地磁場(chǎng)中的磁感線分布情況。 ２．磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極到S極，在磁體內(nèi)部由S極到N極。 圖A-11-50-1 ３．磁感線的方向（磁場(chǎng)方向）可用安培定則判斷。 ４．幾種特殊磁場(chǎng)特點(diǎn)及其磁感線分布。 ⑴直線電流的磁場(chǎng) 特點(diǎn)：無磁極、非勻強(qiáng)、且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱；直線電流磁場(chǎng)的磁感線的立體圖、橫截面、縱截面圖如圖A-11-50-1所示。 圖A-11-50-2 ⑵通電螺線管的磁場(chǎng)

3、特點(diǎn)：與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)；通電螺線管磁場(chǎng)的磁感線的立體圖、橫截面圖、縱截面圖如圖A-11-50-2所示。 圖A-11-50-3 ⑶環(huán)形電流的磁場(chǎng) 特點(diǎn)：環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱；環(huán)形電流的磁感線的立體圖、橫截面圖、縱截面圖如圖A-11-50-3所示。 ⑷地磁場(chǎng) ①地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近，磁感線分布如圖A-11-50-4所示。 ②地磁場(chǎng)B的水平分量（Bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量（By）則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。 ③在赤道平面

4、上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向水平向北。 3、磁感應(yīng)強(qiáng)度 １．定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場(chǎng)力F與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積的比值叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 定義式為，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該位置的磁場(chǎng)方向。 ２．說明 ⑴磁場(chǎng)中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是存在的，與放入的電流I的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)短即L的大小無關(guān)，與電流受到的力也無關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比。 ⑵磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度B是矢量滿足分解合成的平行四邊形定則，注意磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場(chǎng)方向，并不是在該處的電流的受力

5、方向。 ⑶磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度的定義式是典型的比值定義法，要注意此定義式描述的物理情景及適應(yīng)條件：一小段通電導(dǎo)體垂直磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)。 四、安培力 １．定義：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力叫安培力。 ２．安培力的大小計(jì)算：F=BILsinθ，其中θ為B的方向與I的方向的夾角。 ３．安培力的方向判斷 ⑴左手定則：伸開左手，讓大拇指跟其余的四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向，那么拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受的安培力方向。 ⑵安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的方向關(guān)系。 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力F，總垂直于電流與磁感線所確定的平面。 4、洛倫茲力 １．定

6、義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力叫洛倫茲力。 ２．洛倫茲力的大小計(jì)算 ⑴公式F=qvB適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且的情況，式中的v是電荷相對(duì)于磁場(chǎng)的速度。 ⑵v與B夾角為θ，則有 ⑶v=0，F(xiàn)=0,即磁場(chǎng)對(duì)靜止電荷無作用力，只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生作用力。 ３．洛倫茲力的方向判定 ⑴左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直（或斜著）穿入掌心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向），那么，大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷的反方向。 ⑵說明：①四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向。 ②安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方

7、向與安培力的方向一樣可由左手定則判定。 ③判定洛倫茲力方向時(shí)，一定要注意F垂直于v和B所決定的平面。當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力作用，仍以初速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 ④在磁場(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用。 5、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) １．若v//B，帶電粒子以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（此情況下洛倫茲力F=0） ２．若，帶電粒子在垂直磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 ⑴向心力由洛倫茲力提供 ⑵軌道半徑公式 ⑶周期 ⑷頻率 6、帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的解題方法 在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，著重把

8、握“一找圓心，二找半徑，三找周期”的規(guī)律． ⑴圓心的確定：因?yàn)槁鍋銎澚指向圓心，根據(jù)f⊥ v，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是指射人和射出磁場(chǎng)兩點(diǎn))的f的方向，沿兩個(gè)洛侖茲力f畫其延長(zhǎng)線，兩延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心，或利用圓心位置必定在圓中一根弦的中垂線上，作出圓心位置． ⑵半徑的確定和計(jì)算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角)． ⑶粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：利用圓心角θ與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于3600計(jì)算出圓心角θ的大小，由公式可求出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間． ⑷注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱規(guī)律． 如從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等

9、；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出． 7、復(fù)合場(chǎng) 1.同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域，同時(shí)存在磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的區(qū)域，同時(shí)存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力的區(qū)域，都叫做疊加場(chǎng)，也稱為復(fù)合場(chǎng)。 2.三種場(chǎng)力的特點(diǎn) ⑴重力的大小為mg，方向豎直向下。重力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)外，還與始、終位置的高度差有關(guān)。 ⑵電場(chǎng)力的大小為qE，方向與電場(chǎng)強(qiáng)度E及帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)有關(guān)。電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的電荷量有關(guān)外，還與始、終位置的電勢(shì)差有關(guān)。 ⑶洛倫茲力的大小跟速度與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，當(dāng)帶電粒子的速度與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，F(xiàn)洛＝0；當(dāng)帶電粒子的速度與磁場(chǎng)方

10、向垂直時(shí)，F(xiàn)洛＝qvB。洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所決定的平面。無論帶電粒子做什么運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力都不做功。 3.注意：電子、質(zhì)子、α粒子、離子等微觀粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般都不計(jì)重力。但質(zhì)量較大的質(zhì)點(diǎn)（如帶電塵粒）在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能忽略重力。 8、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上仍是一個(gè)力學(xué)問題，分析的基本思路是：首先正確地對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，再運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理及動(dòng)量和能量守恒定律等知識(shí)進(jìn)行求解。 進(jìn)行受力分析時(shí)，要注意重力的判定。一般情況下，電子、質(zhì)子、離子等基本粒子的重力可忽略不

11、計(jì)；帶電油滴、塵埃、小球等宏觀物質(zhì)顆粒重力不能忽略；或根據(jù)題目是否有明確的要求或暗示確定重力。 運(yùn)用規(guī)律求解時(shí)，對(duì)單個(gè)物體，宜用兩大定理；涉及時(shí)間優(yōu)先考慮動(dòng)量定理，涉及位移優(yōu)先考慮動(dòng)能定理；對(duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)討論，則優(yōu)先考慮兩大守恒定律；涉及加速度的力學(xué)問題用牛頓第二定律，必要時(shí)再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。 9、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的實(shí)際應(yīng)用 1).速度選擇器（如圖A-11-52-1） 圖A-11-52-1 ⑴速度選擇器的條件：帶電粒子從小孔S1水平射入，勻速通過疊加場(chǎng)，并從小孔S2水平射出，電場(chǎng)與洛倫茲力平衡 即 ⑵使粒子勻速通過選擇器的兩種途徑 ①當(dāng)v0一定時(shí)，調(diào)節(jié)E和B的大小 ②

12、當(dāng)E和B一定時(shí)，調(diào)節(jié)加速電壓U的大小，根據(jù)功能關(guān)系和勻速運(yùn)動(dòng)條件，有 所以，加速電壓應(yīng)為 2).質(zhì)譜儀 質(zhì)譜儀是一種測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素的儀器。 圖A-11-52-2 如圖A-11-52-2所示，離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子（所受重力不計(jì)）。離子出來時(shí)速度很?。珊雎圆挥?jì)），經(jīng)過電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半個(gè)周期到達(dá)記錄它的照相底片P上，測(cè)得它在P上的位置到入口處的距離為L(zhǎng)，則 聯(lián)立求解得. 因此，只要知道q、B、L與U，就可計(jì)算出帶電粒子的質(zhì)量m。 又因∝L2，不同質(zhì)量的同位素從不同處可得到分離，

13、故質(zhì)譜儀又是分離同位素的重要儀器。 3).回旋加速器 圖A-11-52-3 回旋加速器的工作原理如圖 A-11-52-3所示，設(shè)離子源中放出的是帶正電的粒子，帶正電的粒子以一定的初速度v0進(jìn)入下方D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半周后回到窄縫的邊緣，這時(shí)在A1、A1'間加一向上的電場(chǎng)，粒子將在電場(chǎng)作用下被加速，速率由v0變?yōu)関1,然后粒子在上方D形盒的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半個(gè)周期后到達(dá)窄縫的邊緣A2′，這時(shí)在A2、A2′間加一向下的電場(chǎng)，使粒子又一次得到加速，速率變?yōu)関2，這樣使帶電粒子每通過窄縫時(shí)被加速，又通過盒內(nèi)磁場(chǎng)的作用使粒子回旋到窄縫，通過反復(fù)加速使粒子達(dá)到很高的

14、能量。 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為，所以粒子被加速后回旋半徑一次比一次增大；而帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期，所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期始終保持不變，這樣只要加在兩個(gè)電極上的高頻電源的周期與帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相同，就可以保證粒子每經(jīng)過電場(chǎng)邊界AA和A′A′時(shí)正好趕上合適的電場(chǎng)方向而被加速。 4).磁流體發(fā)電機(jī) 圖A-11-52-4 如圖 A-11-52-4是磁流體發(fā)電機(jī)，其原理是等離子氣體噴入磁場(chǎng)，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，產(chǎn)生電勢(shì)差，設(shè)A、B平行金屬板的面積為S，相距L，等離子體的電阻率為ρ，噴入氣體速度為v，板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板外電

15、阻為R，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通過A、B板間時(shí)，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢(shì)差最大，即為電源電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)離子受力平衡：，電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)電阻，所以R中電流。 圖A-11-52-5 5).電磁流量計(jì) 電磁流量計(jì)原理可解釋為：如圖A-11-52-5所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動(dòng)。導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差。當(dāng)自由電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定。 由， 流量。 二、 專題專練 1.xx·全國卷Ⅰ·17某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為T。一靈敏電壓表連

16、接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉?00m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水（視為導(dǎo)體）流過。設(shè)落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為2m/s。下列說法正確的是 A．河北岸的電勢(shì)較高 B．河南岸的電勢(shì)較高 C．電壓表記錄的電壓為9mV D．電壓表記錄的電壓為5mV 答案：BD 2.（09年全國卷Ⅰ）17.如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力 （ ） A. 方向沿紙面向上，大小為 B. 方向沿紙面向上

17、，大小為 C. 方向沿紙面向下，大小為 D. 方向沿紙面向下，大小為 答案：A 圖11-5 乙 甲 F B 3．如圖11-5所示，甲是一個(gè)帶正電的小物塊，乙是一個(gè)不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜置于粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)用水平恒力拉乙物塊，使甲、乙無相對(duì)滑動(dòng)地一起水平向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段（ ） A．乙物塊與地之間的摩擦力不斷增大 B．甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大 C．甲、乙兩物塊間的摩擦力大小不變。 D．甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小 答案：A D 4.（09年海南物理）2．一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)

18、線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)：當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是 （ ） 答案：D 5. xx·上海物理·13 如圖，長(zhǎng)為的直導(dǎo)線拆成邊長(zhǎng)相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為的電流時(shí)，該形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為 （A）0 （B）0.5 （C）（D） 答案：C 6.（08廣東卷）4．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下

19、列說法正確的是 ( ) A．離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器 B．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器 C．離子從磁場(chǎng)中獲得能量 D．離子從電場(chǎng)中獲得能量 答案：AD × × × × × × × × × × × × × × × × 甲 乙 A × × × × × × × × × × × × × × × × 甲 乙 B × × × × × × × × × × × × × × × × 乙 甲 C × × × × × × × × × × × × × ×

20、 × × 乙 甲 D 7.（07海南卷）4. 粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開始運(yùn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。以下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是 （ ） 答案：A 8.（07天津理綜）19.如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)

21、是( ) × × × × × × × × × × × × × × × O x y v A． 正電荷 B． 正電荷 C． 負(fù)電荷 D． 負(fù)電荷 答案：C 9.(06江蘇卷）13．關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是 （ ） A．磁感線是實(shí)際存在于磁場(chǎng)中的線 B．磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致 C．磁感線是一條條不閉合的曲線 D．磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況 答案：B 10．江蘇省淮陰中學(xué)xx屆高三學(xué)情調(diào)研如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直

22、紙面向里。一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場(chǎng)的方向，以一定速度射入磁場(chǎng)，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場(chǎng)。若將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個(gè)氫核射出磁場(chǎng)的位置是（ ） A．在b、n之間某點(diǎn) B．在n、a之間某點(diǎn) C．就從a點(diǎn)射出 D．在a、m之間某點(diǎn) 答案：C 11．江蘇省泰州市三所重點(diǎn)高中xx屆高三期末如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是（ ）

23、 A．a(chǎn)粒子動(dòng)能最大 B．c粒子速率最大 C．b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng) D．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta

24、水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)給圓環(huán)向右初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為：( ) A．0 B． C． D．無法確定 答案：ABC 14．福建省龍巖二中xx屆高三摸底考試如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷，a板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若一個(gè)帶正電的液滴在兩板間做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的方向是 （ ） A．沿豎直方向向下 B．沿豎直方向向上 C．沿水平方向向左 D．沿水平方向向右 答案：D 15．海南省?？谑衳x屆高三調(diào)研測(cè)試如圖

25、所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，滑動(dòng)變阻器電阻為R，開關(guān)K閉合。兩平行極板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子(不計(jì)重力)正好以速度v勻速穿過兩板。以下說法正確的是： ( ) A．保持開關(guān)閉合，將滑片p向上滑動(dòng)一點(diǎn)，粒子將可能從下極板邊緣射出 B．保持開關(guān)閉合，將滑片p向下滑動(dòng)一點(diǎn)，粒子將可能從下極板邊緣射出 C．保持開關(guān)閉合，將a極板向下移動(dòng)一點(diǎn)，粒子將一定向下偏轉(zhuǎn) D．如果將開關(guān)斷開，粒子將繼續(xù)沿直線穿出 答案：AB a B b c E O 16. (xx北京西城區(qū)) 如圖，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)

26、區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是（ ） A．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/4時(shí)，洛侖茲力最大 B．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/2時(shí)，洛侖茲力最大 C．小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大 D．小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小 答案：D 17．xx·海南物理·15右圖中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d．電壓為V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁

27、感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于全屬板面、垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑EF方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后從圓形區(qū)城邊界上的G點(diǎn)射出．已知弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為，不計(jì)重力．求 (1)離子速度的大??； (2)離子的質(zhì)量． 【答案】（1） （2） 18.（09年天津卷）11.(18分)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面

28、向里，電場(chǎng)線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng),小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,求 (1) 電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向； (2) 小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小; (3) A點(diǎn)到x軸的高度h. 答案：（1），方向豎直向上 （2） （3） 19.（09年海南物理）16．（10分）如圖，ABCD是邊長(zhǎng)為的正方形。質(zhì)量為、電荷量為的電子以大小為的初速度沿紙面垂直于BC變射入正方形區(qū)域。在正

29、方形內(nèi)適當(dāng)區(qū)域中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電子從BC邊上的任意點(diǎn)入射，都只能從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力，求： （1）次勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大??； （2）此勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。 ??解析：（1）設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。令圓弧是自C點(diǎn)垂直于BC入射的電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)行 軌道。電子所受到的磁場(chǎng)的作用力 應(yīng)指向圓弧的圓心，因而磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直于紙面向外。圓弧的圓心在CB邊或其延長(zhǎng)線上。依題意， 圓心在A、C連線的中垂線上，故B 點(diǎn)即為圓心，圓半徑為按照牛頓定律有 聯(lián)立①②式得 （2）由（1）中決定的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小，可知自點(diǎn)垂直于入射電子在A點(diǎn)沿DA

30、方向射出，且自BC邊上其它點(diǎn)垂直于入射的電子的運(yùn)動(dòng)軌道只能在BAEC區(qū)域中。因而，圓弧是所求的最小磁場(chǎng)區(qū)域的一個(gè)邊界。 為了決定該磁場(chǎng)區(qū)域的另一邊界，我們來考察射中A點(diǎn)的電子的速度方向與BA的延長(zhǎng)線交角為（不妨設(shè)）的情形。該電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。 圖中，圓的圓心為O，pq垂直于BC邊 ，由③式知，圓弧的半徑仍為，在D為原點(diǎn)、DC為x軸，AD為軸的坐標(biāo)系中，P點(diǎn)的坐標(biāo)為 這意味著，在范圍內(nèi)，p點(diǎn)形成以D為圓心、為半徑的四分之一圓周，它是電子做直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的分界線，構(gòu)成所求磁場(chǎng)區(qū)域的另一邊界。 因此，所求的最小勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)分別以和為圓心、為半徑的兩個(gè)四分之一圓周和所圍成的，其

31、面積為 評(píng)分參考：本題10分。第（1）問4分，①至③式各1分；得出正確的磁場(chǎng)方向的，再給1分。第（2）問6分，得出“圓弧是所求磁場(chǎng)區(qū)域的一個(gè)邊界”的，給2分；得出所求磁場(chǎng)區(qū)域的另一個(gè)邊界的，再給2分；⑥式2分。 20.（06四川卷）25如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時(shí)存在著 豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57T.小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比q1/m1=4 C/kg,所受重力與電場(chǎng)力的大小相等;小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球向右以v0=23.59 m/s的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75 s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩

32、小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。 （取g=10 m/s2) 問：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小是多少？ (2)兩小球的質(zhì)量之比是多少？ 解析：(1)小球1所受的重力與電場(chǎng)力始終平衡 m1g=q1E ① E=2.5 N/C ② (2)相碰后小球1做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得： = ③ 半徑為 ④ 周期為 ＝1 s ⑤ ∵兩小球運(yùn)動(dòng)

33、時(shí)間 t=0.75 s=T ∴小球1只能逆時(shí)針經(jīng)個(gè)圓周時(shí)與小球2再次相碰 第一次相碰后小球2做平拋運(yùn)動(dòng) ⑥ L=R1=v1t ⑦ 兩小球第一次碰撞前后動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向 ⑧ 由⑥、⑦式得 由④式得 ∴兩小球質(zhì)量之比 ⑨ x y A O M N θ v0 21．天津xx高考如圖所示，直角坐

34、標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng)，小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求 (1) 電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向； (2) 小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大?。? (3) A點(diǎn)到x軸的高度h. 答案：（1），方向豎直向上 （2） （3） 24．xx天津河?xùn)|第一次模擬如圖所示為一種質(zhì)譜儀示

35、意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。問：（1）為了使位于A處電量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大？（2）離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)，該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)？ 答案：（1） （2） 25（xx年鄒城二中）．如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第Ⅲ象限中有沿－y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E．在第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于坐標(biāo)平面

36、向里．有一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)（不計(jì)電子所受重力），經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸負(fù)方向成450角進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P. (1)簡(jiǎn)要說明電子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫出電子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖； (2)求P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離______ (3)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間再次返回P點(diǎn)_______ 答案：（1）如右圖； (2) ；（3） 26.（北京東城區(qū)xx屆期末考）電子自靜止開始經(jīng)M、N板間（兩板間的電壓為U）的電場(chǎng)加速后從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L(zhǎng)，如圖所示．求: （1）

37、正確畫出電子由靜止開始直至離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的軌跡圖；(用尺和圓規(guī)規(guī)范作圖) (2) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．（已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e） 解析： （1）作電子經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的軌跡圖，如右圖所示 （2）設(shè)電子在M、N兩板間經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為v，由動(dòng)能定理得： 27.（xx北京宣武區(qū)）如圖所示，在x軸的上方（y＞0的空間內(nèi)）存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成45°角，若粒子的質(zhì)量為m，電量為q，求： （1）該粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑； （2）粒子

38、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。 三、 考點(diǎn)總結(jié) 磁場(chǎng)這章我們的核心能力是幾何知識(shí)，新引入的公式定理并不多，倒是對(duì)于圓的幾何應(yīng)用放在了一個(gè)前所未有的考察層面上。在你的腦子中能不能對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡有一個(gè)清晰的映像，決定著你解題的順利與否。安培力不是我們這章的重點(diǎn)，但是它確實(shí)我們高中的收關(guān)的力學(xué)應(yīng)用。 在這個(gè)專題中，帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是我們關(guān)心的重點(diǎn)，電場(chǎng)力和洛倫茲力，這兩個(gè)名字是我們?cè)陬}目中做多應(yīng)用到的。圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，類平拋運(yùn)動(dòng)是我們最多研究的問題。其實(shí)每個(gè)題中我們所用到的公式定理就那么幾個(gè)，但是它們卻有著我們解題過程中比較復(fù)雜的思考過程。你不想，他就是最難的，你開始想，它就漸漸的走到你面前，你想完了，題目也就解完了。記住——在場(chǎng)的解題當(dāng)中，想的過程大于做的過程，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于。