第31講.磁場(1).學(xué)生版

錯題不再錯就無敵了！錯題不再錯就無敵了！ 2014年高考解決方案磁場（1）磁場（1） 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：上課時間上課時間：同學(xué)高考解決方案 第一階段·模塊課程·磁場一 Pageof16第16講磁場22014年高考怎么考內(nèi)容細(xì)目要求層次備注考綱要求電流的磁場I安培力的計算限于導(dǎo)線平行和垂直于磁感線兩種情況，洛倫茲力的計算限于v與B平行與垂直兩種情況；能夠運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動磁感線地磁場I磁性材料分子電流假設(shè)I磁感應(yīng)強(qiáng)度安培力左手定則II磁電式電表原理I洛倫茲力II質(zhì)譜儀回旋加速器I考點(diǎn)解讀磁場以選擇和計算題形式考查，占20分左右．2009年2010年2011年2012年2013年19題6分23題18分20題6分23題18分23題18分16題6分22題16分專題目錄【專題一】磁現(xiàn)象與磁場【專題二】磁感應(yīng)強(qiáng)度【專題三】磁場對通電導(dǎo)線的作用——安培力【專題四】磁場對運(yùn)動電荷的作用——洛倫茲力【專題五】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動專題一磁現(xiàn)象與磁場知識講解知識講解1．磁性能吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性2．磁體能吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性．3．磁極磁體中磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極．能夠自由轉(zhuǎn)動的磁體，靜止時指南的磁極叫南極（極），指北的磁極叫北極（極）．與電荷相似，自然界中總存在兩個磁極，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．4．電流的磁效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時導(dǎo)體周圍存在磁場的現(xiàn)象（1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)）．5．磁場磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì)（看不見摸不著，是物質(zhì)存在的一種特殊形式）．基本性質(zhì)：對處于其中的磁極和電流有力的作用磁場是媒介物：磁極間、電流間、磁極與電流間的相互作用是通過磁場發(fā)生的．6．地磁場地球是一個巨大的磁體，地球周圍存在磁場地磁場．地球的地理兩極與地磁兩極不重合（地磁的N極在地理的南極附近，地磁的S極在地理的北極附近），其間存在磁偏角．地磁的北極（N極）在南半球南緯70010/和東經(jīng)150045/的地方，地磁的南極（S極）在北半球北緯70050/和西經(jīng)960的地方.地磁體周圍的磁場分布情況和條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似．宇宙中的許多天體都有磁場．例題精講例題精講下列關(guān)于磁場的說法，正確的是（）A．只有磁鐵周圍才存在磁場B．磁場是假想的，不是客觀存在的C．磁場是在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時才產(chǎn)生的D．磁極與磁極，磁極與電流、電流與電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的奧斯特實驗說明了（）A．磁場的存在B．磁場具有方向性C．通電導(dǎo)線周圍存在磁場D．磁體間有相互作用專題二磁感應(yīng)強(qiáng)度知識講解知識講解一、磁感應(yīng)強(qiáng)度理解以下幾點(diǎn)（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量．（2）在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的力（安培力）F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度．符號：B（3）小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量．（4）定義式：（5）單位：在國際單位制中是特斯特，簡稱特，符號T.1T=N/A·m（6）物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場強(qiáng)弱的物理量.（7）對B的定義式的理解：①要使學(xué)生了解比值F/IL是磁場中各點(diǎn)的位置函數(shù)．換句話說，在非勻強(qiáng)磁場中比值F/IL是因點(diǎn)而異的，也就是在磁場中某一確定位置處，無論怎樣改變I和L，F(xiàn)都與IL的乘積大小成比例地變化，比值F/IL跟IL的乘積大小無關(guān)．因此，比值F/IL的大小反映了各不同位置處磁場的強(qiáng)弱程度，所以人們用它來定義磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．還應(yīng)說明F是指通電導(dǎo)線電流方向跟所在處磁場方向垂直時的磁場力，此時通電導(dǎo)線受到的磁場力最大．②有的學(xué)生往往單純從數(shù)學(xué)角度出發(fā)，曲公式B=F/IL得出磁場中某點(diǎn)的B與F成正比，與IL成反比的錯誤結(jié)論．③應(yīng)強(qiáng)調(diào)說明對于確定的磁場中某一位置來說，B并不因探測電流和線段長短（電流元）的改變而改變，而是由磁場自身決定的；比值F/IL不變這一事實正反映了所量度位置的磁場強(qiáng)弱程度是一定的．二、磁感線與幾種常見的磁場1．磁感線（1）在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線．用來形象的描述磁場中各點(diǎn)的磁場方向和強(qiáng)弱的曲線．（2）磁感線是為了研究磁場而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實的曲線．（3）磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱．磁感線越密的地方磁場越強(qiáng)，磁感線越疏的地方磁場越弱．（4）磁場對小磁針的極的作用力的方向叫做磁場的方向．由于磁感線上任何一點(diǎn)的方向跟該點(diǎn)的磁場方向一致，所以磁感線方向、磁場方向、小磁針靜止時極所指的方向，三者是一致的．（5）磁感線不相交、也不能相切．（6）沒有畫磁感線的地方，并不表示那里沒有磁場存在，通過磁場中任何一點(diǎn)總能畫出而且只能畫出一條磁感線．（7）磁場中任何一條磁感線都是閉合曲線．例如:條形磁鐵或通電螺線管的磁感線在外部都是從極出來進(jìn)入極；在內(nèi)部由極回到極，形成閉合曲線．2．幾種常見的磁場（1）直線電流的磁場①直線電流的磁場方向可用安培定則表示．安培定則（右手螺旋定則）：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞方向．②磁感線是以導(dǎo)線為軸心的同心圓，離通電導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱．（2）環(huán)形電流的磁場①安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向．②兩側(cè)是極和極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱．可視為單匝螺線管．（3）通電螺線管的磁場①可用環(huán)形電流的安培定則來判定通電螺線管的磁場．②通電螺線管的磁場與條形磁鐵相似，兩端分別為極和極，管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場，管外為非勻強(qiáng)磁場．直線電流的磁場 環(huán)形電流的磁場 通電螺線管的磁場 三、勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的磁場．勻強(qiáng)磁場的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線．舉例：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場（除邊緣部分）；相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，中間區(qū)域是勻強(qiáng)磁場．四、磁通量磁通量：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為，把與的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通．公式：，平面與垂直．若平面與不垂直，則要用這個面在垂直于磁場方向的投影面積與的乘積表示磁通量，．單位：韋伯，簡稱韋，符號，磁通量為標(biāo)量，為了計算方便，有了“正”“負(fù)”之分．任何一個面都有正、反兩面，若規(guī)定磁感線從正面穿入時磁通量為正，則從反面穿入時磁通量為負(fù)五、安培的分子電流假說1.安培分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在一種環(huán)形電流，即分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩極相當(dāng)于兩個磁極．2.利用安培分子電流假說可以解釋一些磁現(xiàn)象，如鐵棒在外磁場中的磁化，磁體受到高溫或猛烈撞擊時會失去磁性．3.“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實踐證實的命題．在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實驗的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的．安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下，經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的．例題例題精講關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，以下說法中正確的是（）A．電流元在磁場中受力為，則磁感應(yīng)強(qiáng)度一定等于B．電流元在磁場中受力為，則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大于或等于C．磁場中電流元受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D．磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，與電流元在此點(diǎn)的受力方向相同磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）．A．、兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，B．、兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，C．同一通電導(dǎo)線放在處受力一定比放在處受力大D．同一通電導(dǎo)線放在處受力一定比放在處受力小有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向成α角，如圖示，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線圈面積為，則穿過的磁通量為多大？安培的分子環(huán)流假說，可用來解釋（）．A．兩通電導(dǎo)體間有相互作用的原因B．通電線圈產(chǎn)生磁場的原因C．永久磁鐵具有磁性的原因D．軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象關(guān)于磁場和磁感線的描述，正確的是（）A．磁感線能形象的描述磁場的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向B．磁感線是從磁鐵的極指向極C．磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的D．磁感線就是磁場中的廢鐵屑排列而成的曲線在圖中，已知磁場的方向，試畫出產(chǎn)生相應(yīng)磁場的電流方向關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是（）A．穿過某個平面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零B．穿過任何一個平面的磁通量越大，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定越大C．匝數(shù)為的線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，線圈面積為，且與磁感線垂直，則穿過該線圈的磁通量為D．穿過垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的某個平面的磁感線的數(shù)目等于穿過該面的磁通量專題三磁場對通電導(dǎo)線的作用——安培力知識知識講解1．安培力的大?。?）當(dāng)兩兩垂直時，．若與的夾角為，則．（2）彎曲導(dǎo)線的有效長度，等于兩端點(diǎn)所連線段的長度；相應(yīng)的電流方向，沿由始端流向末端．因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度，所以閉合通電線圈在勻強(qiáng)磁場中，受到安培力的矢量和一定為零．如圖所示，甲、乙、丙三段導(dǎo)線的形狀和長度不等，但兩端點(diǎn)之間的有效直線距離相等，當(dāng)通以相同的電流時，在同樣的磁場中安培力大小相等，而丁圖中導(dǎo)線圈閉合，則其安培力合力為零．（3）公式的適用條件：一般只適用于勻強(qiáng)磁場．2．安培力方向判斷（1）用左手定則判斷：伸出左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中受到的安培力的方向．（2）安培力的特點(diǎn)：，，即垂直于和決定的平面．（注意：和可以有任意夾角）（3）同向電流相互吸引，反向電流相互排斥．3．磁電式電流表磁電式電流表最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈．線圈中通過的電流越大，安培力越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以判斷電流的強(qiáng)弱．線圈中通過電流的方向改變時，指針的偏轉(zhuǎn)方向也會改變，由此可以判斷電流的方向．例題例題精講一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定．導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示．當(dāng)沒有磁場時，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)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是（）．在圖中，表示電流、磁場和磁場對電流作用力三者的方向關(guān)系正確的是（）．在如圖所示各圖中，表示磁場方向、電流方向及導(dǎo)線受力方向的圖示正確的是()如圖所示，用均勻粗細(xì)的電阻絲折成平面三角形框架，三邊的長度分別為、和，電阻絲長度的電阻為，框架與一電動勢為、內(nèi)阻為的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，則框架受到的安培力大小為______，方向是_______.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠極的一側(cè)懸掛一根與它垂直的導(dǎo)體棒，如圖所示，圖中只畫出此棒的橫截面，且標(biāo)出棒中的電流是流向紙內(nèi)的，在通電的一瞬間，可能產(chǎn)生的情況是（）A．磁鐵對桌面的壓力減小 B．磁鐵對桌面的壓力增大C．磁鐵受到向左的摩擦力 D．磁鐵受到向右的摩擦力如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流時，導(dǎo)線的運(yùn)動情況是（從上往下看）（）A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升如圖所示，是一條水平放置的固定長直導(dǎo)線，通電電流大小為，方向如圖，是一個通有電流的與共面的金屬環(huán)，圓環(huán)在磁場作用下將（）A．沿紙面向上運(yùn)動B．沿紙面向下運(yùn)動C．上半部垂直于紙面向外，下半部垂直于紙面向里運(yùn)動D．上半部垂直于紙面向里，下半部垂直于紙面向外運(yùn)動如圖所示，原來靜止的圖形線圈通過逆時針方向的電流，在其直徑上靠近點(diǎn)處放一根垂直于線圈平面的固定不動的長直導(dǎo)線，長直導(dǎo)線通以垂直于紙面向里方向的電流，在的磁場作用下圓線圈將（）A．向左平動B．向右平動C．以直徑為軸轉(zhuǎn)動D．靜止不動如圖所示，在絕緣的水平面上等距離的固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線和，各導(dǎo)線中的電流大小相同，其中導(dǎo)線中的電流方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線電流方向垂直于紙面向內(nèi)．每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對它的安培力作用，則關(guān)于每根導(dǎo)線所受的安培力的合力，以下正確的是（）A．導(dǎo)線所受到的合外力水平向右B．導(dǎo)線所受到的合外力水平向右C．導(dǎo)線所受到的合外力水平向左D．導(dǎo)線所受到的合外力水平向左如圖所示，兩根間距為的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角．金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好．整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時，金屬桿剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將磁場方向改為豎直向上，要使金屬桿仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，可以采取的措施是（）．A．減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B．調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小C．減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角D．將電源正負(fù)極對調(diào)使電流方向改變?nèi)鐖D所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢、內(nèi)阻的直流電源．現(xiàn)把一個質(zhì)量的導(dǎo)體棒放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻，金屬導(dǎo)軌電阻不計，?。阎螅海?）通過導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大??；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力．如圖所示，導(dǎo)體桿的質(zhì)量為，電阻為，放置在與水平夾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌間距為，電阻不計，系統(tǒng)處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為．電池內(nèi)阻不計．問（1）若導(dǎo)軌光滑，電源電動勢多大能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上?（2）若桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，且不通電時導(dǎo)體不能靜止在導(dǎo)軌上，要使桿靜止在導(dǎo)軌上，電池的電動勢應(yīng)多大?如圖所示，通電直導(dǎo)線質(zhì)量為、長為，水平的放置在傾角為的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為，要求導(dǎo)線靜止在斜面上．（1）若磁場的方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則磁感應(yīng)強(qiáng)度如何？如圖所示，足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1Ω。一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2kg，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動一段時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動速度以及小燈泡消耗的電功率分別為（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6）A．2.5m/s1WB．5m/s1WC．7.5m/s9WD．15m/s9W質(zhì)量為m，長為L的均勻金屬棒通過兩根細(xì)金屬絲懸掛在絕緣架P、Q上后，再由金屬絲與已充電的電容器C和開關(guān)S相連，如圖所示，電容器電容為C，充電電壓為U1，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)接通S，使電容器放電極短時間后又?jǐn)嚅_S，電容器剩余電壓U2，求金屬棒能擺起的最大高度．(金屬絲質(zhì)量不計，棒最大擺角小于90°)相距為的平行金屬導(dǎo)軌放在高的水平桌面上，一根質(zhì)量為的金屬棒垂直地跨在導(dǎo)軌上，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，如圖所示，當(dāng)接通時，金屬棒因受到磁場力的作用而被水平拋出，落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間的水平距離，求接通后，通過金屬棒的總電荷量．（?。┤鐖D，光滑斜面的傾角為，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框，邊的邊長為，邊的邊長為，線框的質(zhì)量為，電阻為，線框通過細(xì)棉線繞過光滑的滑輪與重物相連，重物質(zhì)量為，斜面上線（平行底邊）的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，如果線框從靜止開始運(yùn)動，進(jìn)入磁場的最初一段時間是做勻速運(yùn)動的，且線框邊始終平行底邊，則下列說法正確的是（）．A．進(jìn)入磁場前運(yùn)動的加速度為B．進(jìn)入磁場時勻速運(yùn)動的速度為C．做勻速運(yùn)動的總時間為D．如圖所示，de和fg是兩根足夠長且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為L、電阻忽略不計．在導(dǎo)軌的上端接電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源．一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒以ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處，并與導(dǎo)軌始終接觸良好．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開關(guān)構(gòu)成閉合回路，整個裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外．已知接通開關(guān)S后，導(dǎo)體棒ab由靜止開始向上加速運(yùn)動．求：（1）（2）導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率；（3）．如圖,水平桌面上固定有一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，環(huán)面水平，圓環(huán)每單位長度的電阻為r，空間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下；一長度為2R、電阻可忽略的導(dǎo)體棒置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切，切點(diǎn)為棒的中點(diǎn)。棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開始向右運(yùn)動，運(yùn)動過程中棒與圓環(huán)接觸良好。下列說法正確的是()BOBOB．棒通過整個圓環(huán)所用的時間為C．棒經(jīng)過環(huán)心時流過棒的電流為D．棒經(jīng)過環(huán)心時所受安培力的大小為IcbccIcbccacIcIcA．B1=B2<B3B．B1=B2=B3C．a(chǎn)和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里D．a(chǎn)處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里如圖，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向A向左 B向右C垂直紙面向外 D垂直紙面向里專題四磁場對運(yùn)動電荷的作用——洛倫茲力知識講解知識講解1．洛倫茲力的大小和方向（1）洛倫茲力大小的計算公式：其中為與之間的夾角，當(dāng)與垂直時，；當(dāng)與平行時，，此時電荷不受洛倫茲力作用．（2）洛倫茲力的方向：方向間的關(guān)系，用左手定則來判斷．注意：四指指向為正電荷的運(yùn)動方向或負(fù)電荷運(yùn)動方向的反方向；洛倫茲力既垂直于又垂直于，即垂直于與決定的平面．（3）洛倫茲力的特征①洛倫茲力與電荷的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)．當(dāng)時，，即靜止的電荷不受洛倫茲力．②洛倫茲力始終與電荷的速度方向垂直，因此，洛倫茲力只改變運(yùn)動電荷的速度方向，不對運(yùn)動電荷做功，不改變運(yùn)動電荷的速率和動能．2．洛倫茲力與安培力的關(guān)系（1）洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷受到的磁場力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．（2）洛倫茲力永不做功，而安培力可以做功．例題精講例題精講帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場方向運(yùn)動時，會受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是（）．A．洛倫茲力對帶電粒子做功B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C．洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（）．A．此空間一定不存在磁場B．此空間可能有方向與電子速度平行的磁場C．此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直D．以上說法都不對試判斷圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的方向.有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是（）A．電荷在磁場中一定受磁場力的作用B．電荷在電場中一定受電場力的作用C．電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致D．電荷若受磁場力，則受力方向與該處的磁場方向垂直關(guān)于運(yùn)動電荷和磁場的說法中，正確的是（）A．運(yùn)動電荷在某點(diǎn)不受洛侖茲力作用，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為零B．電荷的運(yùn)動方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電荷所受洛侖茲力的方向一定互相垂直C．電子射線由于受到垂直于它的磁場作用而偏轉(zhuǎn)，這是因為洛侖茲力對電子做功的結(jié)果D．電荷與磁場力沒有相對運(yùn)動，電荷就一定不受磁場的作用力來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些電子在進(jìn)入地球周圍的空間時將（）A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)圖中a，b，c，d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動，它所受洛倫茲力的方向是（）A．向上B．向下C．向左D．向右專題五帶電粒子在磁場中的運(yùn)動知識講解知識講解1．在帶電粒子只受洛倫茲力作用、重力可以忽略的情況下，其在勻強(qiáng)磁場中有兩種典型的運(yùn)動（1）若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時，不受洛倫茲力，做勻速直線運(yùn)動．（2）若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度做勻速圓周運(yùn)動，其運(yùn)動所需的向心力即洛倫茲力．幾個重要的關(guān)系式：向心力公式： ②軌道半徑公式：③周期公式：頻率 ④角速度可見與及無關(guān)，只與及粒子的比荷有關(guān)．荷質(zhì)比相同的粒子在同樣的勻強(qiáng)磁場中，和相同．（3）圓心的確定．因為洛倫茲力f指向圓心，根據(jù)f⊥v，畫出粒子運(yùn)動軌跡上任意兩點(diǎn)（一般是射入和出磁場的兩點(diǎn)）的f的方向，其延長線的交點(diǎn)即為圓心．具體如下：如圖所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn)，已知入射方向和出射方向時，可能通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心Ｏ。如圖所示，圖中A為入射點(diǎn)，B為出射點(diǎn)，已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時，可以通過入射點(diǎn)做入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心Ｏ.（4）半徑的確定和計算．圓心找到以后，自然就有了半徑（一般是利用粒子入、出磁場時的半徑）．半徑的計算一般是利用幾何知識，常用解三角形的方法及圓心角等于圓弧上弦切角的兩倍等知識．（5）在磁場中運(yùn)動時間的確定．利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于360°計算出圓心角的大小，由公式t=×T可求出運(yùn)動時間．有時也用弧長與線速度的比．如圖所示，（5）還應(yīng)注意到：①速度的偏向角等于弧AB所對的圓心角．②偏向角與弦切角的關(guān)系為：＜180°，=2；＞180°，=360°-2；（6）注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱規(guī)律如從同一直線邊界射入的粒子，再從這一邊射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出．2．只受洛倫茲力做圓周運(yùn)動的解題注意事項分析清楚磁場的方向分析清楚帶電粒子的正負(fù)用左手定則判斷洛倫茲力的方向根據(jù)受力情況畫出運(yùn)動軌跡，找到圓心根據(jù)幾何知識求出半徑。3．幾個結(jié)論（1）求磁場強(qiáng)度的兩個思路：若已知長度信息，則從幾何關(guān)系找出半徑，利用求解；若已知時間信息，則利用、t=×T（找出運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角）求解。（2）幾何關(guān)系找半徑的兩點(diǎn)點(diǎn)說明建立合適的直角三角形（包含半徑或者半徑相關(guān)）給邊給角--三角函數(shù)邊角關(guān)系；給邊無角--勾股定理例題精講例題精講質(zhì)子和粒子在同一勻強(qiáng)磁場中做半徑相同的圓周運(yùn)動，由此可知，質(zhì)子的動能和粒子的動能之比等于（）．A．4:1B．1:1C．1:2D．2:1質(zhì)子和粒子以相同的動能垂直于磁場方向射入同一勻強(qiáng)磁場，它們的運(yùn)動軌跡半徑之比，運(yùn)動周期之比．如圖所示，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后打到屏P上，不計重力，下列說法正確的有（）A.a，b均帶正電B.a在磁場中飛行的時間比b的短C.a在磁場中飛行的路程比b的短D.a在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場方向垂直橫截面。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場，離開磁場時速度方向偏離入射方向60°。不計重力，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）如圖所示，一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是___，穿透磁場的時間是____．圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一帶電粒子從平板上狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁場區(qū)域，最后到達(dá)平板上的P點(diǎn)．已知B、v以及P到O的距離l，不計重力，求此粒子的電荷e與質(zhì)量m之比．如圖所示，一電子以速度1.0×107m/s與x軸成30°的方向從原點(diǎn)出發(fā)，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，那么圓運(yùn)動的半徑為________m，經(jīng)過時間________s，第一次經(jīng)過x軸．（電子質(zhì)量m=9.1×10一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限．求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo)．xyOLMθBxyOLMθB求M點(diǎn)到O點(diǎn)的距離和粒子在磁場中運(yùn)動的時間。如圖所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為，方向與軸平行；在軸下方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直．一質(zhì)量為、電荷量為的粒子以平行于軸的速度從軸上的點(diǎn)處射入電場，在軸上的點(diǎn)處進(jìn)入磁場，并從坐標(biāo)原點(diǎn)離開磁場．粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡與軸交于點(diǎn)．已知，．不計重力．求（1）點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)間的距離；（2）粒子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)所用的時間．如圖是某裝置的垂直截面圖，虛線是垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場分布在的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直紙面向外，與垂直截面上的水平線夾角為．在左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為、，相距，在薄板上處開一小孔，與線上點(diǎn)的水平距離為．在小孔處裝一個電子快門．起初快門開啟，一旦有帶正電微粒剛通過小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔開啟一次并瞬間關(guān)閉．從之間的某一位置水平發(fā)射一速度為的帶正電微粒，它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到處小孔．通過小孔的微粒與擋板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的倍．（1）經(jīng)過一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度應(yīng)為多少?（2）求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間．（忽略微粒所受重力影響，碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移．已知微粒的比荷．只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動