會(huì)考專題講練磁場(chǎng)

2012會(huì)考專題講練——磁場(chǎng)會(huì)考考點(diǎn)磁極，磁場(chǎng)，地磁場(chǎng)（A）磁感線，磁通量（A）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）電流的磁場(chǎng)，安培定則（B）安培分子電流假說(shuō)（A）安培力，左手定則（B）磁電式電表（A）把“磁電式電表”從上面拿下來(lái)單列，層級(jí)改為A洛侖茲力（B）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（C）質(zhì)譜儀，回旋加速器（B）說(shuō)明：定量分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，僅限于帶電粒子垂直或平行磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的情況。二、高頻考點(diǎn)講練考點(diǎn)一、磁場(chǎng)、物理學(xué)史圖1INS1．把一條導(dǎo)線平行地放在如圖1所示的磁針的上方附近，當(dāng)導(dǎo)線中有電流時(shí)，磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．首先觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理學(xué)家是（圖1INS1、AA．奧斯特B．愛(ài)因斯坦C．牛頓D．伽利略2．在物理學(xué)史上，發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)的著名科學(xué)家是(2、A2、AA．奧斯特B．伽利略C．焦耳D．庫(kù)侖考點(diǎn)二、磁通量例1、在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放一個(gè)面積是5.0×10-2m2的導(dǎo)線環(huán)．當(dāng)環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)導(dǎo)線環(huán)的磁通量等于（例1、BA.2.5×10-3WbB.1.0×10-3WbC.1.5×10-3WbD.例2、12．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直磁場(chǎng)方向放一個(gè)面積為3.0×10-2m2的線框，若穿過(guò)線框所圍面積的磁通量為1.5×10-3Wb，則磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（例2、DA．4.5×10-4TB．4.5×10-2TC．5.0×10-4TD．5.0×10-2T1．面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框所在平面垂直，則穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為（1、B1、BA．B．C．D．B2.（供選用Ⅱ類物理課教材的學(xué)生做）面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為（2、D2、DA． B． C．0 D．BS3.（供選學(xué)物理1－1的考生做）面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為（3、C3、CA. B. C.BS D.04．面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為（4、C4、CA.B.C.BSD.05．面積為S的矩形導(dǎo)線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為（5、A5、AA．BS B． C． D．06．面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為（6、B6、BA．0B．BSC．D．7．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，放一面積為S的正方形線框.當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)線框所圍面積的磁通量為（7、B7、BA．B．C．D．B考點(diǎn)三、安培力和左手定則例1．在圖所示的四個(gè)圖中，標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、通電直導(dǎo)線中電流的方向以及通電直導(dǎo)線所受安培力F的方向，其中正確表示這三個(gè)方向關(guān)系的圖是(例1、A例1、A圖4圖4BI例2、如圖4所示，將長(zhǎng)0.20m的直導(dǎo)線全部放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，保持導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直.已知磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為5.0×10-3T，當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)的電流為2.0A時(shí)，該直導(dǎo)線受到安培力的大小是（例2、A例2、ASD下左右上軟鐵心圖4A．SD下左右上軟鐵心圖4C．1.0×10-3N D．1.0×10-2N例3、圖4中的D為置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂直于紙面向里。在開(kāi)關(guān)S接通后，導(dǎo)線D所受磁場(chǎng)力的方向是（例3、C）例3、CA.向左B.向右C.向上D.向下圖10AB例4、（7分）如圖10所示，金屬棒AB用絕緣懸線吊起，呈水平狀態(tài)，置于一個(gè)范圍足夠大的、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知棒AB長(zhǎng)L＝0.1m，質(zhì)量m＝0.05kg，通有I＝10A的向右的電流，取g=10m/s圖10AB（1）若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，求此時(shí)棒AB受到的安培力F的大??；（2）若懸線拉力恰好為零，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。例4、圖3BFIABFI圖3BFIABFIBBFIDBFIC1、A2．關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力F的方向，在圖2所示的各圖中正確的是（2、A2、ABBFIABIFBIBFDBIFCIBFBFI圖2圖圖3BI3．如圖3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)度為0.2m，導(dǎo)線中電流為1A。該導(dǎo)線所受安培力的大小為（3、D3、DA．0.01NB．0.02NC．0.03ND．0.04N4．把長(zhǎng)010m的直導(dǎo)線全部放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，保持導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為50×l0-3T，當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)的電流為30A時(shí)，該直導(dǎo)線受到的安培力的大小是(4、D4、DA．30×10-3NB．25×10-3NC．20×10-3ND．15×10-3N5.如圖4所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，導(dǎo)線中電流為I，該導(dǎo)線所受安培力的大小F是（5、C5、CA. B. C. D.圖4BI6．如圖4所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)度L=0.2m，導(dǎo)線中電流I=1圖4BI6、DA．0.01NB．0.02NC．0.03ND．0.04N7．將一通電直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．關(guān)于該通電直導(dǎo)線所受安培力的方向，以下說(shuō)法中正確的是（7、C7、CA．跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行B．跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平行C．既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直D．既不跟磁場(chǎng)方向垂直，也不跟電流方向垂直8．關(guān)于通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說(shuō)法中正確的是（8、D8、DA．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用B．安培力大小僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流大小成正比，而與其他量無(wú)關(guān)C．安培力的方向不一定垂直于通電直導(dǎo)線D．安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)和通電直導(dǎo)線所構(gòu)成的平面考點(diǎn)四、洛倫茲力和左手定則例1、在圖10所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是（例1、BC例1、BC圖10圖10+qFvBBA+qFvB+qFvBDC+qFvB圖5＋qAv＋q圖5＋qAv＋qBfv＋qBBf＋qCvfDvBfB例2、B1．在圖5所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是（1、AD1、AD圖5圖5BD+qFvBAB+qFvBBCB+qFvBB+qFvB2．在圖5所示的四幅圖中，分別標(biāo)出了磁場(chǎng)方向、帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)方向和其所受洛倫茲力的方向，其中正確標(biāo)明了帶電粒子所受洛倫茲力F方向的是（2、AC2、AC圖5BD+qFvBAB+qF圖5BD+qFvBAB+qFvBBCB+qFvBB+qFvB3、AB圖圖10B+qFυBBCB+qFυBB+qFυBDAB+qFυB4．在圖2所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是（4、A4、A圖圖2BFCv+qBFDv+qBvAF+qBvBF+q5．在圖7所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力f方向的是（5、AD5、AD圖7圖7BD+qfvBAB+qfvBBCB+qfvBB+qfvB6.在圖7所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是（6、AD6、AD圖7圖7Pv0SPv0SOBθ圖161、(選修3－1的考生做)(8分)如圖16所示，一個(gè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，讓它以初速度v0，從屏S上的O點(diǎn)垂直于S射入其右邊區(qū)域。該區(qū)域有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該區(qū)域?yàn)檎婵铡?1)求電子回到屏S時(shí)距離O點(diǎn)有多遠(yuǎn)；(2)若電子在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)某點(diǎn)P，OP連線與v0成θ=600角，求該電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。1、解：（1）電子進(jìn)入磁場(chǎng)后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，，當(dāng)它回到S屏?xí)r，剛好運(yùn)動(dòng)半周，其距離O點(diǎn)的距離為（4分）（2）由幾何知識(shí)電子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的圓心角α=1200所用時(shí)間由故（4分）圖13BOlPMNv2．（8分）如圖13所示，MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一個(gè)電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)感光板上的P點(diǎn).經(jīng)測(cè)量P、O間的距離圖13BOlPMNv（1）帶電粒子所受洛倫茲力的大??；（2）此粒子的質(zhì)量大小。2、略3、（供選學(xué)物理3－1的考生做）（8分）如圖13所示，真空中有直角坐標(biāo)系xOy，P（a，－b）是坐標(biāo)系中的一個(gè)點(diǎn)，a、b均為大于0的常數(shù)。在y≥0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子A從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿y軸正方向射出，粒子A恰好通過(guò)P點(diǎn)，不計(jì)粒子重力。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；（2）粒子A從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t。3、解：（1）磁場(chǎng)方向垂直紙面向外A在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑由洛倫茲力提供向心力得（2）A在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間A從離開(kāi)磁場(chǎng)到經(jīng)過(guò)P點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間A從O運(yùn)動(dòng)到P的時(shí)間t=t1+t2得×××××××××××AD圖121、（供選學(xué)物理3-1的考生做）（8分）如圖12所示，質(zhì)量為為m、電量為q的帶電粒子，經(jīng)電壓為U加速，又經(jīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后落到圖中D點(diǎn)，求：（1）帶電粒子在A點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率v；（2）A、D兩點(diǎn)間的距離l。1、解：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中直線加速，電場(chǎng)力做功，動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可知，，帶電粒子垂直射入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率為（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，解得A、D兩點(diǎn)間的距離圖12BEv0Oyx2、（供選學(xué)物理3-1的考生做）（8分）在真空中有如圖12所示的坐標(biāo)系，坐標(biāo)系中y>0的區(qū)域有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；y<0區(qū)域有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m，電荷量為-q（q>0）圖12BEv0Oyx（1）粒子被射出后第一次通過(guò)x軸時(shí)，其與O的距離；（2）從粒子被射出到其第三次通過(guò)x軸的時(shí)間。（重力可忽略不計(jì)）。2、解：（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)的半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律和洛侖茲力公式有qv0B=mv02/R……………（2分）解得R=……………（1分）粒子被射出后第一次通過(guò)x軸時(shí)恰好運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓周，所以其通過(guò)x軸時(shí)與O的距離為x=2R=…………（1分）（2）帶電粒子被射出后第一次通過(guò)x軸后進(jìn)入電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma，解得a=qE/m……（1分）設(shè)粒子從第一次通過(guò)x軸至第二次通過(guò)x軸的時(shí)間（在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間）為t1，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0=v0t1-at12，解得t1=……（1分）粒子從電場(chǎng)中進(jìn)入磁場(chǎng)中再次做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)完成半個(gè)圓周時(shí)第三次通過(guò)x軸。即粒子從射出后到第三次通過(guò)x軸的過(guò)程中，在磁場(chǎng)中做兩次半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)。所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=T=…………（1分）從粒子被射出到其第三次通過(guò)x軸的時(shí)間t=t1+t2=+…（1分）3、（供選學(xué)物理3-1的考生做）（8分）如圖16所示，兩塊完全相同的長(zhǎng)OBE圖16方形金屬板正對(duì)著水平放置，在兩板間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里．O點(diǎn)為兩板左端點(diǎn)連線的中點(diǎn)．一質(zhì)量為m、電荷量為+OBE圖16（1）求粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)速度v的大??；（2）保持板間磁場(chǎng)不變而撤去電場(chǎng)，當(dāng)粒子射入板間的位置和速度不變時(shí)，粒子恰好從上板的左邊緣射出場(chǎng)區(qū)．求電場(chǎng)未撤去時(shí)，兩板間的電勢(shì)差U．3、解：（1）因?yàn)榱Ｗ幼鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以粒子運(yùn)動(dòng)的速度（2）粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力得粒子軌跡的半徑兩板間距離兩板間電勢(shì)差的大小解得lBU1υMNPQL圖16d4、（供選學(xué)物理3-1的考生做）（8分）如圖16所示，M、N為正對(duì)著豎直放置的金屬板，其中N板的正中央有一個(gè)小孔，M、N板間的電壓U1=1.0×103V．P、Q為正對(duì)著水平放置的金屬板，板長(zhǎng)L=10cm，兩板間的距離d=12cm，兩板間的電壓U2=2.4×103V．P、Q板的右側(cè)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其中虛線為磁場(chǎng)的左右邊界，邊界之間的距離l=60cm，豎直方向磁場(chǎng)足夠?qū)挘粋€(gè)比荷=5.0×104C/lBU1υMNPQL圖16d（1）求粒子進(jìn)入P、Q板間時(shí)速度υ