高中物理磁場(chǎng)

1、(3)I帶電粒子在常見(jiàn)有界磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡0X |直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖所示)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示6.圓規(guī)在磁場(chǎng)中的應(yīng)用(1)帶電粒子從某一點(diǎn)以大小不變而方向不限定(如例題 如圖所示，在一水平放置的平板 MN的上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 粒子，以相同的速率 v沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向，由小孔0射入磁場(chǎng)區(qū)域。0180范圍內(nèi))的速度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，這類問(wèn)題都可以歸結(jié)為旋轉(zhuǎn)圓問(wèn)題B,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。許多質(zhì)量為m帶電量為+q的不計(jì)重力，不計(jì)粒子間的相互影響。下列圖中陰影部分表示帶電粒子其中可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域,NM-A2RM

2、M-NN0C哪個(gè)圖是正確的？(A)此類題畫粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，先以射入點(diǎn)為圓心以為半徑畫圓(此園是所有粒子做圓周運(yùn)動(dòng)圓心的軌跡)，然后在圓周上不同位置為圓心畫很多園，這些園就對(duì)應(yīng)不同粒子的圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡.RB=0. 60T，磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光板ab的距離l=16cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的a放射源S,它向各個(gè)方向發(fā)射 a粒子，a粒子的速 a粒子的電荷與質(zhì)量之比 q/m=5 . 0X 107C/kg，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的a粒子，求ab(0.2)xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為如圖所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 ab，板面與磁場(chǎng)方向平行，在距度都是v

3、=3. 0X 106m/s，已知上被a粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。 如圖，在0Wxw區(qū)域內(nèi)存在與子源在xOy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與 范圍內(nèi)。已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在 t= t0時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界上 P (a，t= to時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界上B。在t= 0時(shí)刻，一位于坐標(biāo)原點(diǎn)的粒y軸正方向的夾角分布在 0180a)點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。求：(1)(2)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R及粒子的比荷q/m ;此時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍;從粒子發(fā)射到全部粒子離開(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間.徐老師理宗基礎(chǔ)強(qiáng)化練習(xí)，磁場(chǎng)1(3) tm = 2t0如圖所示，在0

4、WxW、a0Wy範(fàn)圍內(nèi)垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B。坐標(biāo)原點(diǎn)0處有一個(gè)粒子源， 在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為 m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xOy平面內(nèi)，與y軸正方 向的夾角分布在090范圍內(nèi)。已知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介于a/2到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開(kāi)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期的四分之一。最后離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子從粒子源射岀時(shí)的（1）速度的大?。唬?）速度方向與y軸正方向夾角的正弦。瞬學(xué)答案：1、如右圖所示：地球由西向東轉(zhuǎn)，虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸, 流形成的，那么這一環(huán)形電流的方向應(yīng)該是由東向西B.由西向東C.由南向北

5、上方為地理北極。如果設(shè)想地磁場(chǎng)是由地球內(nèi)部的環(huán)形電A.西（下列關(guān)于電場(chǎng)線和磁感線的說(shuō)法中，正確的是A、電場(chǎng)線和磁感線都是電場(chǎng)或磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線B、磁場(chǎng)中兩條磁感線一定不相交，但在復(fù)雜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是可以相交的C、電場(chǎng)線是一條不閉合曲線，而磁感線是一條閉合曲線D、電場(chǎng)線越密的地方，同一試探電荷所受的電場(chǎng)力越大；磁感線分布較密的地方，同一試探電荷所受的磁場(chǎng)力也越大3、每時(shí)每刻都有大量的宇宙射線射向地球，而地球磁場(chǎng)可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)射線粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面；這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義，假設(shè)有一束帶負(fù)電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來(lái)，在地球磁場(chǎng)的作用下，它們將

6、偏轉(zhuǎn)的方向是A.向東B.向南C.向西D.向北4、北半球某地的地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5X 10-5T,磁傾角（磁感線與水平方向的夾角）為60，長(zhǎng)為200m的輸電線通以從西向東的恒定電流,電流強(qiáng)度I=100A，則該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向?yàn)椋ǎ〢. 1N，向北與水平面成 30角斜向上C. 0.5N,向南與水平面成 30角斜向下B. 0.5N,向北與水平面成 30角斜向上D. 0.87N,向南與水平面成 30角斜向下5、一定質(zhì)量的導(dǎo)體棒放在光滑的傾斜導(dǎo)軌上，如圖（-）.若給導(dǎo)體棒通電，并在此區(qū)域加上強(qiáng)度一定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖3（：）中，有可能使導(dǎo).在下落過(guò)程中，環(huán)面始終保持水平.銅環(huán)先后經(jīng)過(guò)軸線上1

7、、 位置1、3與位置2等距離.設(shè)重力加速度為g，M 26、如圖所示，通有穩(wěn)恒電流的長(zhǎng)直螺線管豎直放置，銅環(huán)R沿螺線管的軸線加速下落2、3位置時(shí)的加速度分別為a1、a2、a3.位置2處于螺線管的中心， 則：（）A.C.a1 a2= gal =a3 a2B. a3 a1 gD a3 a10.15N1貝U Ff= mgin 9 - F 安=0.09N3摩擦力的方向沿斜面向上128、1 ）、qvB=mv2/R 得 R=mv/qB2 ）、t=T/6T=2 n m/qB 得 t=n m/3Qb29、( 1)由左手定則知粒子帶正電(2)由題意分析可知；丄二2 分）（ 1 分）1 分）1 分）(3)由牛頓第二

8、定律（2 分）1 分）30、( 1)由題意，速率為2v的粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑r=R(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑的最大值和最小值分別為r1、r2，由幾何知:獷用對(duì)3吟占氏q二甩刖二卡qBr八，故: TOC o 1-5 h z 滋,3,所以粒子的速度范圍為31、從b向a看其受力如圖所示.水平方向：f = FAsin91分 豎直方向：N + FAcos9 = mg 1分又 FA= BIL= B L1 分SLEcosfj BLEsi匕聯(lián)立得：N = mg - 匸,f =.2分使ab棒受支持力為零，且讓磁場(chǎng)最小，須使所受安培力豎直向上,則有FA= mg 1分噸RBmin=匸一,

9、TOC o 1-5 h z 根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右.1分32、（ 1）如圖答-2所示（3分）（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小F=mgtan a （ 2 分）（3）要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最小。根據(jù)受力情況可知，最小安培力Fmin=mgsin a，方向平行于軌道斜向上（1分）mg sin a所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bmin=丄.=II（1 分）根據(jù)左手定則可判斷岀，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏?。? 分）33、解：（1）磁場(chǎng)中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，故有（1 分）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)知,（2 分）（2+血）叫 ）故，c點(diǎn)

10、坐標(biāo)為-：丄（1分）（2）設(shè)粒子從A到C的時(shí)間為t1，由題意知:5y = -丄（1 分）設(shè)粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到返回C的時(shí)間為t2，其在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng)，有（2 分）聯(lián)立解得抵二丄尸二器（1 分）設(shè)粒子再次進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t3，由題意知故而，設(shè)粒子從 A點(diǎn)到第三次穿越x軸的時(shí)間為（1 分）（3）粒子從第三次過(guò)x軸到第四次過(guò)x軸的過(guò)程是在電場(chǎng)中做類似平拋的運(yùn)動(dòng),即沿著v0的方向（設(shè)為x軸）做勻速運(yùn)動(dòng)，即1，J（1分）沿著E的方向（設(shè)為y軸）做初速為0的勻變速運(yùn)動(dòng)，即朋（2分）設(shè)離子第四次穿越a由圖中幾何關(guān)系知（4分）XXXXX（3 分）得帶2qUvo解得【或?qū)憺?6分)】則粒子離開(kāi)偏

11、轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小VVR（2 分）徐老師理宗基礎(chǔ)強(qiáng)化練習(xí)X X 汨買X XL_（2 分），磁場(chǎng)6(2)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，有(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，據(jù)牛頓第二定律得方向與水平方向成450角（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）電粒（2 分）（1 分）2 （1 分）子離開(kāi) B 板的速度由幾何關(guān)系得 J 一二二】x軸時(shí)速度的大小為V，速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為34、帶電粒子在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得V=tan45cl = arctan 二或 tan a =1/2X X X X Xx xk x X x X X X/X X百 tan a4-v,qE L 2qU L 勿Uy Qjf

12、=Vp徐老師理宗基礎(chǔ)強(qiáng)化練習(xí)，磁場(chǎng) 解得（2 分）35、解析:(1)區(qū)域一是磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里,共從A到C電荷做初零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度方向與+x軸方向成45角，有區(qū)域二是電場(chǎng)，方向由 A指向Co4分，場(chǎng)區(qū)及方向正確的每項(xiàng)給1分V。(2)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E,電荷從C點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域一的速度為分電荷進(jìn)入?yún)^(qū)域一后，在洛侖茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，有:廣 2分由題意及幾何關(guān)系：=2x1= 2xl0-am- 2分可得： ： T 3分t電荷第三次經(jīng)過(guò)x電荷從坐標(biāo)原點(diǎn) 0第二次經(jīng)過(guò)x軸進(jìn)入?yún)^(qū)域二，速度方向與電場(chǎng)方向垂直，電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間 軸，有：tan 4

13、5 =2v所以: 即電荷第三次經(jīng)過(guò)x軸上的點(diǎn)坐標(biāo)為(8，0)i( r/mA)*j Am0rrnn *晦3* TKMLZ36、（ 1） （ 7分）不加電場(chǎng)時(shí)小球在空間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,水平射程為s貝U:下落高度血二冷u-n加電場(chǎng)后小球在空間的運(yùn)動(dòng)時(shí)為 ：，小球運(yùn)動(dòng)的加速度為 a2s= TTot（1 分）h再肝（1分解得：t= 2t a =（1分）4由此可以判斷：電場(chǎng)方問(wèn)豎直問(wèn)下。2分根據(jù)牛頓第二定律有： mg -QE =ma （ 2分）EQ 二:嘩解得電場(chǎng)力的大小 （2）（4分）加上勻強(qiáng)電場(chǎng)后，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故小球所受重力，電場(chǎng)力和洛侖茲力三平衡，由于重力大于電場(chǎng)力，所以洛侖茲力方向豎 直向上即噸-SQV有左手定則可判斷岀：磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。37、（1）粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)：在垂直電場(chǎng)方向vx= vO,平行電場(chǎng)分量d d = vx t 2分 -=-t 2分粒子在磁場(chǎng)中做勻速畫周運(yùn)動(dòng)故穿岀磁場(chǎng)速度（2 ）粒子在龜場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=、2分在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)如右圖運(yùn)動(dòng)方向改變450，運(yùn)動(dòng)半徑R7T粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t總=t + ti =+(3)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),Vy=也e=(2)根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)