磁场专题

第八章磁场

第1课时磁场及其对电流的作用

一、选择题

1．根据磁感应强度的定义式B＝F/(IL)，下列说法中正确的是 ( ) A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比

B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的B一定为零

C．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同

D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零

2．一根长0.20 m、通有2.0 A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.50 T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是 ( ) A．0 N B．0.10 N C．0.20 N D．0.40 N

3．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是 ( ) A．磁场中某点B的大小，与放在该点的试探电流元的情况有关

B．磁场中某点B的方向，与放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致

C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零

D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大

4．十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环行电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线) ( ) A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线

C．由南向北沿子午线 D．由赤道向两极沿子午线

5．质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为L，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．如下列选项所示(截面图)，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 ( )

6．如图1所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该是（)

A．沿x轴的正向

B．沿x轴的负向

图1 C．沿z轴的正向

D ．沿z 轴的负向

7．如图2所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n 匝，线圈由粗细均

匀、单位长度的质量为2.5 g 的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，

稳定时线圈平面水平．在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的

中轴线OO ′垂直于线圈平面且通过其圆心O ，测得线圈的导线所在处磁

感应强度大小为0.5 T ，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张

力为零，线圈中通过的电流至少为 ( )

A ．0.1 A

B ．0.2 A

C ．0.05 A

D ．0.01 A 8．在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是

5×10－5

T ．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m ，载有20 A 的电流，地磁

场对这根导线的作用力大小是 ( )

A ．4×10－8 N

B ．2.5×10－5 N

C ．9×10－4 N

D ．4×10－2 N

9．如图3所示，电流从A 点分两路通过对称的环形分路汇合于B

点，在环形分路的中心O 处的磁感应强度 ( )

A ．垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”

B ．垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”

C ．在环形分路所在平面内指向B

D ．磁感应强度为零

10．倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金

属杆ab .现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图4所示，

磁感应强度B 逐渐增加的过程中，ab 杆 受到的静摩擦力

( )

A ．逐渐增大

B ．逐渐减小

C ．先增大后减小

D ．先减小后增大

二、非选择题

11．据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，

其原理如图5所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定

图

2

图

3

图4 图5

的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的

一端，通以电流后炮弹会被磁场加速，最后从位于导轨另

一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d ＝0.10 m ，导轨长L ＝5.0 m ，炮弹质量m

＝0.30 kg.导轨上的电流I 的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，

它所在处磁场的磁感应强度始终为B ＝2.0 T ，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度

为v ＝2.0×103

m/s ，求通过导轨的电流I .忽略摩擦力与重力的影响．

12．如图6为一电流表的原理示意图．质量为m 的匀质细金属棒MN 的中点处通过一绝缘挂

钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k .在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁

感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标

尺上的读数，MN 的长度大于ab .当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区

域的cd 边重合；当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．

图6

(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g )

(2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？

(3)若k ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，bc ＝0.050 m ，B ＝0.20 T ，此电流表的量程是多少？

(不计通电时电流产生的磁场的作用)

(4)若将量程扩大两倍，磁感应强度应变为多大？

磁场及其对电流的作用

答案

1. D

2.D 3．D 4．B 5．CD 6．B 7．A 8．D 9．D 10．D

11 6.0×105 A 12 (1)mg k (2)M 端 (3)0～2.5 A 磁场对运动电荷的作用

一、选择题

1．(2008·广东理基)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( )

A ．速率越大，周期越大

B ．速率越小，周期越大

C ．速度方向与磁场方向平行

D ．速度方向与磁场方向垂直

2．如图1所示，在两个不同的匀强磁场中，磁感强度关系为B 1＝2B 2，当不计重力的带电粒

子从B 1磁场区域运动到B 2磁场区域时(在运动过程中粒子的速度始终与磁场垂直)，则粒

子的 ( )

A ．速率将加倍

B ．轨道半径将加倍

C ．周期将加倍

D ．做圆周运动的角速度将加倍 3．(2008·广东)带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动

轨迹，图2是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹

上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷

量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是 ( )

A ．粒子先经过a 点，再经过b 点

B ．粒子先经过b 点，再经过a 点

C ．粒子带负电

D ．粒子带正电

4．如图3所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．一带电粒子在

电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运

动，到达B 点时速度为零，C 为运动的最低点，不计重力，则 ( )

A ．该粒子必带正电荷

B ．A 、B 两点位于同一高度

C ．粒子到达C 时的速度最大

D ．粒子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点

5．质子和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为R p 和R α，周期分别为T p 和T α.则下列选项正确的是 ( )

A ．R p ∶R α＝1∶2 T p ∶T α＝1∶2

B ．R p ∶R α＝1∶1 T p ∶T α＝1∶1

C ．R p ∶R α＝1∶1 T p ∶T α＝1∶2

D ．R p ∶R α＝1∶2 T p ∶T α＝1∶1

6．如图4所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一个半

径为R ＝10 cm 的圆柱形筒内有B ＝1×10－4

T 的匀强磁场，方向平

行于圆筒的轴线，在圆柱形筒的某直径的两端开有小孔，作为入射

孔和出射孔．离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射

出．现有一离子源发射比荷为2×1011 C/kg 的正离子，且离子束中

速度分布连续．当角θ＝45°时，出射离子速度v 的大小是(

) 图1

图2

图

3 图4

A.2×106 m/s

B.2×108

m/s

C ．22×108 m/s

D ．22×106 m/s

7．如图5所示为四个带电粒子垂直进入磁场后的径迹，磁场方向垂直

纸面向里，四个粒子质量相等，所带电荷量也相等．其中动能最大

的负粒子的径迹是 ( )

A ．Oa

B ．Ob

C ．Oc

D ．Od 8．如图6所示，在x >0、y >0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy

平面向里，大小为B .现有一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，在

x 轴上到原点的距离为x 0的P 点，以平行于y 轴的初速度射入此磁

场，在磁场作用下沿垂直于y 轴的方向射出此磁场．不计重力的影

响．由这些条件可知 ( )

A ．不能确定粒子通过y 轴时的位置

B ．不能确定粒子速度的大小

C ．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间

D ．以上三个判断都不对

9．在M 、N 两条长直导线所在的平面内，一带电粒子的运动轨迹示意图如

图7所示．已知两条导线M 、N 只有一条导线中通有恒定电流，另一条

导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动的方向，说

法正确的是 ( )

①M 中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从a 点向b 点运动 ②M

中 通有自上而下的恒定电流，

带正电的粒子从b 点向

a 点运动 ③N 中通有自下而上的恒定电

流，带正电的粒子从b 点向a 点运动 ④N 中通有自下而上的恒定电流，带负电的粒子从a

点向b 点运动

A ．只有①②正确

B ．只有③④正确

C ．只有①③正确

D ．只有②④正确

10．一束质子以不同的速率沿如图8所示方向飞入横截面是一个正方形的、方向垂直纸面向

里的匀强磁场中，则下列说法中正确的是 ( )

A ．在磁场中运动时间越长的质子，其轨迹线一定越长

B ．在磁场中运动时间相同的质子，其轨迹线一定重合

C ．在磁场中运动时间越长的质子，其轨迹所对圆心角一定越大

D ．速率不同的质子，在磁场中运动时间一定不同

二、非选择题

11．如图9所示，两个同心圆，半径分别为r 和2r ，在两圆之间的图5 图6

图7

图8

环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .圆心O 处有一放射源，放

出粒子的质量为m ，带电荷量为q ，假设粒子速度方向都和纸面平行．

(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA 与初速度方向夹

角为60°，要想使该粒子经过磁场第一次通过A 点，则初速度

的大小是多少？

(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？ 磁场对运动电荷的作用 答案

1. D

2.BC 3．AC 4．ABC 5．A 6．D 7．D 8．D 9．A 10．C

11. (1)3Bqr 3m (2)3Bqr 4m

专题：带电粒子在匀强磁场中的运动

一、选择题

1．如图1所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁

感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，

两个电子分别以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方 向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心，

进入正方形磁场的电

子初速度方向垂直于边界，从中点进入．则下面判断错误的是 (

)

A

．两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同 B ．两电子在两磁场中运动的时间有可能相同

C ．进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场

D ．进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场

2．如图2所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷

量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从O 点以相

同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负

粒子在磁场中 ( )

A ．运动时间相同

B ．运动轨迹的半径相同

C ．重新回到边界时速度大小和方向相同

D ．重新回到边界时与O 点的距离相等

3．如图3所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，不计重力，

在a 点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd 运动，

ab 、bc 、cd 都是半径为R 的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都

为t .规定垂直纸面向外的磁感应强度方向为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、

图1

图2 图9

Ⅲ三部分的磁感应强度B 随x 变化的关系可能是图中的(

)

4．如图4所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，图中1和2为质

子的径迹，3为α粒子的径迹．它们在同一平面内沿逆时针方向

做匀速圆周运动，三者轨迹半径r 1>r 2>r 3并相切于P 点，设T 、v 、

a 、t 分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及

各自从经过P 点算起到第一次通过图中虚线MN 所经历的时间，则( )

A ．T 1＝T 2

B ．v 1＝v 2>v 3

C ．a 1>a 2>a 3

D ．t 1

5．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U 的电场中加速后注入对撞

机的高真空圆形的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷q m

，加速电压U 和磁感应强度B 以及粒子运动的周期T 的关系，下列说法正确的是 ( ) A ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q m

越大，磁感应强度B 越大

B ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q m 越大，磁感应强度B 越小

C ．对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子运动的周期T 越小

D ．对于给定的带电粒子，不管加速电压U 多大，粒子运动的周期T 都不变

6．一电子以垂直于匀强磁场的速度v A ，从A 处进入长为d 宽为h 的

磁场区域如图5所示，发生偏移而从B 处离开磁场，若电荷量为e ，

磁感应强度为B ，圆弧AB 的长为L ，则 ( )

A ．电子在磁场中运动的时间为t ＝d v A

B ．电子在磁场中运动的时间为t ＝L v A

C ．洛伦兹力对电子做功是Bev A ·h

D ．电子在A 、B 两处的速度相同

图3

图

4 图5

7．一个质子和一个α粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个匀强磁

场中，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，如图6所示，则它们在磁

场中 ( )

A ．运动的时间相等

B ．加速度的大小相等

C ．速度的大小相等

D ．动能的大小相等

8．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利地垂直进入另一磁感应强度

为原来2倍的匀强磁场，则 ( )

A ．粒子的速率加倍，周期减半

B ．粒子的速率不变，轨道半径减半

C ．粒子的速率减半，轨道半径为原来的14

D ．粒子的速率不变，周期减半

9．如图7所示，在y >0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy

平面，方向指向纸外．原点O 处有一离子源，沿各个方向射出质量与

速率乘积mv 相等的同价正离子．对于在xOy 平面内的离子，它们

在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹，可用下图给出的四个

半圆中的一个来表示，其中正确的是 ( )

二、非选择题

10．如图8所示，直线MN 下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场

Ⅰ和Ⅱ，其分界线是半径为R 的半圆弧，Ⅰ和Ⅱ的磁场方向相反

且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B .现有一质量为m 、电荷量

为q 的带负电微粒从P 点沿PM 方向向左侧射出，不计微粒的重

力．

(1)若微粒在磁场Ⅰ中做完整的圆周运动，其周期多大？

(2)若微粒从P 点沿PM 方向向左射出后直接从分界线的A 点沿 AO 方向进入磁场Ⅱ并打到Q 点，求微粒的运动速度大小；

(3)若微粒从P 点沿PM 方向向左侧射出，最终能到达Q 点，求

其速度满足的条件．

11.如图9所示，半径R ＝10 cm 的圆形区域边界跟y 轴相切于坐标系原点O .磁感应强度B

＝0.332 T ，方向垂直于纸面向里，在O 处有一放射源S ，可沿纸面向各

个方向射出速率均为v ＝3.2×106

m/s 的α粒子．已知α粒子的质量m ＝6.64×10－27 kg ，电荷量q ＝3.2×10－19 C.

(1)画出α粒子通过磁场区域做圆周运动的圆心的轨迹．

图

6

图

8 图7

(2)求出α粒子通过磁场区域的最大偏转角θ.

带电粒子在匀强磁场中的运动答案

1． D 2.BCD 3．C 4．ACD 5．BD 6．B 7．D 8．BD 9．A

10. (1)2πm qB (2)BqR m (3)v ＝BqR m tan π2n (n ＝2,3,4，…) 11. (1)

(2)θ＝60°

带电粒子在复合场中的运动

一、选择题

1．如图1所示，一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成θ角，整个

空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在A 点时的动能为100 J ，在C 点时动能减为零，D 为AC 的中

点，在运动过程中 ( )

A ．小球在D 点时的动能为50 J

B ．小球电势能的增加量等于重力势能的减少量

C ．小球在A

D 段克服摩擦力做的功与在DC 段克服摩擦力做的功

相等

D ．到达C 点后小球可能沿杆向上运动

2．(2009·广东)如图2是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速

电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场

和匀强电场的强度分别为B 和E .平板S 上有可让粒子通过的狭缝P

和记录粒子位置的胶片A 1A 2.平板S 下方有强度为B 0的匀强磁场．下

列表述正确的是 ( )

A ．质谱仪是分析同位素的重要工具

B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E B

D ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷越小

3．(2009·北京理综)如图3所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里

的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a (不计重力)以一

定的初速度由左边界的O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区

域右边界的O ′点(图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保图

9

图1 图2 图7

留电场不变，另一个同样的粒子b (不计重力)仍以相同初速度由O 点射入，从区域右边界穿出，则粒子b ( )

A ．穿出位置一定在O ′点下方

B ．穿出位置一定在O ′点上方

C ．运动时，在电场中的电势能一定减小

D ．在电场中运动时，动能一定减小．

4．关于回旋加速器的说法中正确的是 ( )

①回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的 ②回旋加速器 是用电场加速的 ③回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的 ④带 电粒子在回旋加速器中不断被加速，故在其中做圆周运动一周所用时间越来越小

A ．①③ B．②③ C．②④ D．①④

5．(2011·广州模拟)如图4所示，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强

磁场，电场的方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里．一个带

电粒子在这一区域中运动时动能保持不变，不计粒子的重力，则

带电粒子运动的方向可能是 ( )

A ．水平向右

B ．水平向左

C ．竖直向上

D ．竖直向下

6．如图5所示，匀强电场和匀强磁场相互垂直，现有一束带电粒子(不计重力

)

以速度

v 0沿图示方向恰能直线穿过．以下叙述正确的是 (

) A ．如果让平行板电容器左极板为正极，则带电粒子必须从下向上以v 0进入

该区域才能沿直线穿过

B ．如果带正电粒子速度小于v 0，以沿v 0方向射入该区域时，其电势能越来

越小

C ．如果带负电粒子速度小于v 0，仍沿v 0方向射入该区域时，其电势能越来越大

D ．无论带正、负电的粒子，若从下向上以速度v 0进入该区域时，其动能都一定增加

7．如图6所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，

一带电液滴从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时，速度为零， C 点是运动的最低点，则①液滴一定带负电；②液滴在C 点时动能最大；

③液滴在C 点电势能最小；④液滴在C 点机械

能最小以上叙述正确的是 ( )

A ．①②

B ．①②③

C ．①②④

D ．②③

二、非选择题

8．如图7甲所示，在两平行金属板的中线OO ′某处放置一个粒子源，粒子源沿OO ′方向

连续不断地放出速度v 0＝1.0×105 m/s 的带正电的粒子．在直线MN 的右侧分布范围足 图4

图5 图6

够大的匀强磁场,磁感应强度B ＝0.01π T,方向垂直纸面向里，MN 与中线OO ′垂直．两 平行金属板的电压U 随时间变化的U －t 图线如图乙所示．已知带电粒子的比荷q m

＝ 1.0×108 C/kg ，粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计，若t ＝0.1 s 时刻粒子 源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内， 可以把两金属板间的电场看作是恒定的)．求：

甲 乙

图7

(1)在t ＝0.1 s 时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度；

(2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间．

9.(2009·浙江理综)]如图8所示，x 轴正方向水平向右，y 轴正方向竖直向上．在xOy 平

面内有与y 轴平行的匀强电场，在半径为R 的圆内还有与xOy 平面垂直的匀强磁场．在圆的左边放置一带电微粒发射装置，它沿x 轴正方向发射出一束具有相同质量m 、电荷量q (q >0)和初速度v 的带电微粒．发射时，这束带电微粒分布在

0

(1)从A 点射出的带电微粒平行于x 轴从C 点进入有 磁场区域，

并从坐标原点O 沿y 轴负方向离开，求电场强度和磁感应强度的大

小和方向．

(2)请指出这束带电微粒与x 轴相交的区域，并说明理由．

(3)若这束带电微粒初速度变为2v ，那么它们与x 轴相交的区域又在哪里？并说明理由． 带电粒子在复合场中的运动答案

1． D 2.ABC 3．C 4．B 5．C 6．ABD 7．C

8.(1)1.4×105 m/s 方向与水平方向的夹角为45° (2)1×10－6 s 1.5×10－6

s

9. (1)带电微粒平行于x 轴从C 点进入磁场，说明带电微粒所受重力和电场力的大小

相等，方向相反，设电场强度大小为E ，由mg ＝qE

可得电场强度大小 E ＝mg q

方向沿y 轴正方向

带电微粒进入磁场后受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，由于电场力和重力相互抵消，微粒将在磁场中做匀速圆周运动，如图(a)所示，考虑到带电微粒是从C 点水平进入磁场，经O 点后沿y 轴负方向离开磁场，可得圆周运动半径r ＝

R

图8

设磁感应强度大小为B ，由qvB ＝

mv 2r 可得B ＝mv qR

方向垂直于xOy 平面向外． (2)这束带电微粒都通过坐标原点，理由说明如下：

方法一：从任一点P 水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R 的匀速圆周运动，其 圆心位于其正下方Q 点，如图(b)所示，这样，这束带电微粒进入磁场后的圆心轨迹是 如图所示的虚线半圆，此半圆的圆心是坐标原点．所以，这束带电微粒都是通过坐标原点后离开磁场的．

方法二：从任一点P 水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R 的匀速圆周运动，如 图(b)所示，设P 点与O ′点的连线与y 轴的夹角为θ，其圆周运动的圆心Q 的坐标为(－ R sin θ，R cos θ)，圆周运动轨迹方程为

(x ＋R sin θ)2＋(y －R cos θ)2＝R 2

圆磁场边界是圆心坐标为(0，R )的圆周，其方程为 x 2＋(y －R )2＝R 2

解上述两式，可得带电微粒做圆周运动的轨迹与磁场边界的交点为

????? x ＝0y ＝0或?????

x ＝－R sin θy ＝R (1＋cos θ) 坐标为(－R sin θ，R (1＋cos θ))的点就是P 点，由此可见，这束带电微粒都是通过 坐标原点后离开磁场的．

(3)这束带电微粒与x 轴相交的区域是x >0.

理由说明如下：

带电微粒初速度大小变为2v ，则从任一点P 水平进入磁场的带电微粒在磁场中做圆周 运动的半径r ′为

r ′＝m (2v )qB

＝2R 带电微粒在磁场中经过一段半径为r ′的圆弧运动后，将在y 轴的右方(x >0区域)离开 磁场并做匀速直线运动如图(c)所示，靠近M 点发射出来的带电微粒在穿出磁场后会射 向x 轴正方向的无穷远处；靠近N 点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场．

所以，这束带电微粒与x轴相交的区域范围是x>0.

高考物理二轮复习专题三电场和磁场课时作业新人教

课时作业八 一、选择题 1．(多选)(2020·河北唐山一模)如图所示，匀强电场中的A 、B 、C 、D 点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行．已知A 、B 两点的电势分别为φA ＝12 V 、φB ＝6 V ，则C 、D 两点的电势可能分别为( ) A ．9 V 、15 V B ．9 V 、18 V C ．0 V 、6 V D ．6 V 、0V AC 已知ABCD 为平行四边形，则AB 与CD 平行且等长，因为匀强电场的电场强度的方向与纸面平行，所以U AB ＝U DC ＝6 V ，分析各选项中数据可知，A 、C 正确，B 、D 错误． 2．如图所示，Q 1、Q 2为两个等量同种带正电的点电荷，在两者的电场中有M 、N 和O 三点，其中M 和O 在Q 1、Q 2的连线上(O 为连线的中点)，N 为过O 点的垂线上的一点．则下列说法中正确的是( ) A ．在Q 1、Q 2连线的中垂线位置可以画出一条电场线 B ．若将一个带正电的点电荷分别放在M 、N 和O 三点，则该点电荷在M 点时的电势能最大 C ．若将一个带电荷量为－q 的点电荷从M 点移到O 点，则电势能减少 D ．若将一个带电荷量为－q 的点电荷从N 点移到O 点，则电势能增加 B 根据等量同种正电荷形成的电场在点电荷连线和中垂线上的电场强度和电势的特点可判定A 错；M 、N 、O 三点电势大小的关系为φM >φO >φN ，可判定带正电的点电荷在M 点时的电势能最大，B 正确；从M 点到O 点，电势是降低的，故电场力对带电荷量为－q 的点电荷做负功，则电势能增加， C 错；从N 点到O 点，电势是升高的，故电场力对带电荷量为－q 的点电荷做正功，则电势能减少， D 错． 3．(2020· 河北冀州2月模拟)我国位处北半球，某地区存在匀强电场E 和可看作匀强磁场的地磁场B ，电场与地磁场的方向相同，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，一带电小球以速度v 在此区域内沿垂直场强方向在水平面内做直线运动，忽略空气阻力，此地区的重力加速度为g ，则下列说法正确的是( ) A ．小球运动方向为自南向北 B ．小球可能带正电 C ．小球速度v 的大小为E B D ．小球的比荷为 g E 2 ＋ vB 2

磁场专题

带电粒子在磁场中的运动专题 宋学平 一、磁汇聚问题 1．在平面内有许多电子（质量为、电量为），从坐标原点不 断以相同速率沿不同方向射入第一象限，如图所示。现加一个垂直 于xoy平面向内、磁感应强度为B的匀强磁场，要求这些电子穿过磁场 后都能平行于x轴向x 轴正方向运动，求符合该条件磁场的最小面积。 2．如图所示，真空中有（r，0）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y=r的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E，从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨 迹均在纸面内，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电量为e， 质量为m，不计重力及阻力的作用，求 （1）质子射入磁场时的速度大小 （2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间 （3）速度方向与x轴正方向成负30°角（如图中所示）射入磁场的 质子，到达y轴的位置坐标。 （4）速度方向与x轴下方向成正30°角，且电场方向竖起向下，试 分析质子的运动轨迹，并计算质子从进入磁场到最终离开磁场的时间。 3．如图所示，在xOy坐标系第二象限内有一圆形匀强磁场区域，半径为l0，圆心O'坐标为(-l0,l0)，磁场方向垂直xOy平面。在x轴上有坐标（-l0，0)的P点,两个电子a、b以相同的速率v沿不同方向从P点同时射人磁场,电子a的入射方向为y轴正方向，b的入射方向与y 轴正方向夹角为。电子a经过磁场偏转后从y轴上的 Q(0，l0）点进人第一象限，在第一象限内紧邻y轴有沿y轴正方向的匀 强电场，场强大小为，匀强电场宽为。已知电子质量为 m、电荷量为e,不计重力及电子间的相互作用。求： (1) 磁场的磁感应强度B的大小 (2) a、b两个电子经过电场后到达1轴的坐标差Δx (3) a、b两个电子从P点运动到达x轴的时间差Δt。二、磁场的最小面积问题 4．如图，xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场，一个 质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x 轴正方向开始运动．当它经过图中虚线上的M (，a)点时， 撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场 区域(图中未画出)，又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方 向运动并再次经过M点．已知磁场方向垂直xoy平面(纸面) 向里垂直，磁感应强度大小为B，不计粒子的重力．试求： ⑴电场强度的大小；⑵N点的坐标； ⑶矩形磁场的最小面积． 5．如图所示，倾斜挡板NM上的一个小孔K，NM与水平挡板NP成60°角，K与N间的距离KN a =。现有质量为m，电荷量为q的正电粒子组成的粒子束，垂直于倾斜挡板NM，以速度v0不断射入，不计粒子所受的重力。 （1）若在NM和NP两档板所夹的区域内存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，NM和NP为磁场边界。粒子恰能垂直于水平挡板NP射出，求匀强磁场的磁感应强度的大小。 （2）若在NM和NP两档板所夹的区域内，某一部分区域存在一与（1）中大小相等方向相反的匀强磁场。从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后也能垂直打到水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求粒子在该磁场中运动的时间。 （3）若在（2）问中，磁感应强度大小未知，从小孔K飞入的这些粒 子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求 该磁场的磁感应强度的最小值。 6．如图所示，竖直平面内的直角坐标系中，X轴上方有一个圆形有界匀强磁场（图中未画出），x轴下方分布有斜向左上与Y轴方向夹角θ=45°的匀强电场；在x轴上放置有一挡板，长0.16m,板的中心与O点重合。今有一带正电粒子从y轴上某点P以初速度v0=40m/s与y轴负向成45°角射入第一象限，经过圆形有界磁场时恰好偏转90°，并从A点进入下方电场，如图 所示。已知A点坐标（0.4m，0），匀强磁场垂直纸面向外，磁感应 强度大小B= 10 2 T，粒子的荷质比3 10 2? = m q C/kg，不计粒子的 重力。问： （1）带电粒子在圆形磁场中运动时，轨迹半径多大？ （2）圆形磁场区域的最小面积为多少？ （3）为使粒子出电场时不打在挡板上，电场强度应满足什么要 求？

专项训练磁场测试卷.docx

专题训练：磁场单元 1. 关于电场强度E与磁感应强度仪下列说法中错误的是（） A.电场强度E是矢量，方向与正电荷受到的电场力方向相同 B.磁感应强度B是欠量，方向与小磁针N极的受力方向相同 C.电场强度定义式为E =匚，但电场中某点的电场强度E与尸、9无关 q D.磁感应强度定义式R -匚，同样的电流元〃在磁场中同一点受到的力一定相同 H 2.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在具正屮心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导 线/并处于平衡状态，/与螺线管垂肓，M导线中的电流方向垂玄纸面向里，开关S闭仑后，绝缘绳 对/拉力变化情况是（） A.增人 B.减小 C.不变 D.无法判断 3.如图所示，在兀轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为3。在xOy内， 从原点O处沿与x轴疋方向成0角（0＜〃＜兀）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的 A.若卩一定，&越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B.若u—定，0越人，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 C.若0—定，v越人，则粒子在磁场屮运动的时间越短 D.若&一定，v越大，则粒了在磁场中运动的角速度越大 4.如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当 线圈通以图示的直流电吋，形成的磁场如图所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将（） A.向上偏转 B.向下偏转 C.向左偏转 D.向右偏转 5.如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成&角倾斜放置，导轨上另放一个质量为加的金属导体棒。通电后，在棒所在区域内加-个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是（） 6.关于回旋加速器加速带电粒了所获得的能量，下列结论中正确的是（） A.只与加速器的半径有关，半径越大，能量越大 B.与加速器的磁场和半径均有关，磁场越强、半径越人，能量越人 C.只与加速器的电场有关，电场越强，能量越大 D.与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大 7.如图所示，冇一四面体OABC处在Ox方向的匀强磁场中，下列关于穿过各个面的 磁通量的说法错误的 是（） XXX /XXX A.13.

高三物理专题突破电场与磁场

2010届高三物理专题突破 电场与磁场 一．选择题 1．如图9-1所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一个带正电 的小球悬挂在电容器内部．闭合电键S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的 夹角为θ．下列说法中正确的是（） A．保持电键S闭合，若带正电的A板向B板靠近，则θ增大 B．保持电键S闭合，若带正电的A板向B板靠近，则θ不变 C．电键S断开，若带正电的A板向B板靠近，则θ增大 D．电键S断开，若带正电的A板向B板靠近，则θ不变 2．宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q．在一次实验时，宇航员将一带负电q（q＜＜Q）的粉尘置于离该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态．宇航员又将此粉尘带至距该星球表面的2h高处，无初速释放，则此带电粉尘将（） A．仍处于悬浮状态 B．背向该星球球心方向飞向太空 C．向该星球球心方向下落 D．沿该星球自转的线速度方向飞向太空 3．有一电量为2ξ10－6Ｃ的负电荷，从O点移动到a点，电场力做功6ξ10－4J；从a点移动到b点，电场力做功－4ξ10－4J；从b点移动到c点，电场力做功8ξ10－4J；从c点移动到d点，电场力做功－10ξ10－4J．根据以上做功情况可以判断电势最高的点是（）A．a B．b C．c D．d 4．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ．有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图9-3所示；下图是它的四个侧视图，图中已标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（） 5如图9-4所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向与电场强度及磁感应强度方向都垂直，进入场后，发现β、γ射线都沿原方向直线前进，则α射线将（）A．向右偏转B．向左偏转 C．沿原方向直线前进D．是否偏转，无法确定

有界磁场习题汇总专题

有界磁场专题复习 一、带电粒子在圆形磁场中的运动 例1、圆心为O 、半径为r 的圆形区域中有一个磁感强度为B 、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距离为L 的O ＇处有一竖直放置的荧屏MN ，今有一质量为m 的电子以速率v 从左侧沿ＯＯ＇方向垂直射入磁场，越出磁场后打在荧光屏上之P 点，如图１所示，求O ＇P 的长度和电子通过磁场所用的时间． 例2、如图2，半径为cm r 10=的匀强磁场区域边界跟y 轴相切于坐标原点O ，磁感强度T B 332.0=，方向垂直纸面向里．在O 处有一放射源S ，可向纸面各个方向射出速度为s m v /102.36 ?=的粒子．已知α粒子质量 kg m 271064.6-?=，电量C q 19102.3-?=，试画出α粒子通过磁场 空间做圆周运动的圆心轨道，求出α粒子通过磁场空间的最大偏角． 二、带电粒子在半无界磁场中的运动 例3、如图3中虚线MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线, 在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场．Ｏ是ＭＮ上的一点，从Ｏ点可以向磁场区域发射电荷量为＋q 、质量为m 、速率为v 的粒子，粒子射入磁场时 的速度可在纸面内各个方向，已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的Ｐ点相遇，Ｐ到Ｏ点的距离为Ｌ，不计重力和粒子间的相互作用． (1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径． (2)求这两个粒子从Ｏ点射入磁场的时间间隔． 例4、如图4所示，在真空中坐标xoy 平面的0>x 区域内， M N O , 图1 M N . . . . . . . . . . . . 图4 o cm x /cm y /p ??? ??? ? ????? ?? ? ? ?

高考物理专题复习(教案+学案+考案)专题五 电场和磁场

专题五 电场和磁场 一 教案 一． 专题要点 第一部分：场的基本性质 1. 库仑定律：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上 即叫静电力常量）式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??==，适用条件：真空中的点电荷（如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷） 2.电场的最基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。 3. 电场强度的三种表达方式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用 范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q ：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d ：两点沿电场线方向的距离 4. 叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，电场强度的叠加尊从平行四边形定则。 5. 磁场和电场一样，也是一种特殊物质。磁体的周围，电流的周围，变化的电场存在磁场。 6.带电粒子在磁场中的受力情况：磁场对运动电荷有力的作用，对静止电荷没有力的作用。磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力洛伦兹力的大小和方向：其大小为 的夹角。与为，B v Bqv F θθsin =F 的方向依然用左手定则判定，但四指的指向应为正电 荷运动的方向或与负电荷定向运动的方向相反。

高考物理最新模拟题精选训练磁场专题安培力含解析

专题02 安培力 1.(2017陕西咸阳模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为F N1.。现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通一垂直纸面向里的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为F N2。同时出现其它变化，则以下说法正确的是 A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变 C．F N1.>F N2. D．F N1.

磁铁所受安培力向左。对木板和条形磁铁，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，选项C 正确。 3. （2016·武汉模拟）如图所示，○ ×表示电流方向垂直纸面向里，○·表示电流方向垂直纸面向外。两根通电长直导线a 、b 平行且水平放置，a 、b 中的电流强度分别为I 和2I ，此时a 受到的磁场力大小为F 。当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，此时b 受到的磁场力大小为 A ．F B ．3F C ．23F D ．7F 【参考答案】D F ’= B ’·2I ·7F ，选项D 正确。 4. （2016河南八市重点高中联考）如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I ，导线正下方固定一正方形线框。线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I ，线框边长为L ，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L ，已知在长直导线的磁场中距离长直导线r 处的磁感应强度大小为B=kI/r ，线框质量为m ，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为

高中物理引力场电场磁场经典解题技巧专题辅导

高中物理引力场、电场、磁场经典解题技巧专题辅导 【考点透视】 一万有引力定律 万有引力定律的数学表达式：2 21r m m G F =，适用条件是：两个质点间的万有引力的计算。 在高考试题中，应用万有引力定律解题常集中于三点：①在地球表面处地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即mg R Mm G =2，从而得出2gR GM =，它在物理量间的代换时非常有用。②天体作圆周运动需要的向心力来源于天体之间的万有引力，即r mv r Mm G 22=；③圆周运动的有关公式：T πω2=，r v ω=。 二电场 库仑定律：221r Q kQ F =，（适用条件：真空中两点电荷间的相互作用力） 电场强度的定义式：q F E = （实用任何电场），其方向为正电荷受力的方向。电场强度是矢量。 真空中点电荷的场强：2r kQ E =，匀强电场中的场强：d U E =。 电势、电势差：q W U AB B A AB = -=??。 电容的定义式：U Q C =，平行板电容器的决定式kd S C πε4=。 电场对带电粒子的作用：直线加速 221mv Uq = 。偏转：带电粒子垂直进入平行板间的 匀强电场将作类平抛运动。 提醒注意：应熟悉点电荷、等量同种、等量异种、平行金属板等几种常见电场的电场线

和等势面，理解沿电场线电势降低，电场线垂直于等势面。 三磁场 磁体、电流和运动电荷的周围存在着磁场，其基本性质是对放入其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用。 熟悉几种常见的磁场磁感线的分布。 通电导线垂直于匀强磁场放置，所受安培力的大小：BIL F =，方向：用左手定则判定。 带电粒子垂直进入匀强磁场时所受洛伦兹力的大小： qvB F =，方向：用左手定则判定。若不计带电粒子的重力粒子将做匀速圆周运动，有qB mv R =，qB m T π2=。 【例题解析】 一万有引力 例1地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，同步卫星绕地球近似作匀速圆周运动，根据所学知识推断这些同步卫星的相关特点。 解析：同步卫星的周期与地球自转周期相同。因所需向心力由地球对它的万有引力提供，轨道平面只能在赤道上空。设地球的质量为M ，同步卫星的质量为m ，地球半径为R ，同步 卫星距离地面的高度为h ，由向万F F =，有 )(4)(22 2h R T m h R GmM ++π＝，得R GMT h -=3224π；又由h R v m h R GmM +=+22)(得h R GM v +=；再由ma h R GmM =+2)(得2 )(h R GM a +=。由以分析可看出：地球同步卫星除质量可以不同外，其轨道平面、距地面高度、线速度、向心加速度、角速度、周期等都应是相同的。 点拨：同步卫星、近地卫星、双星问题是高考对万有引力定律中考查的落足点，对此应引起足够的重视，应注意准确理解相关概念。 例2某星球的质量为M ，在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度0v 平抛一个物体，经t 时间该物体落到山坡上。欲使该物体不再落回该星球的表面，至少应以多大的速度

高考物理 专版 专题5 磁场高考在线2008

磁场 一、选择题 1.（08宁夏卷）14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸 面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的 方向（C） A.与ab边平行，竖直向上 B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边 【解析】本题考查了左手定则的应用。导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac向左，同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下，则由平行四边形定则，过c 点的合场方向平行于ab，根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边，指向左边。 2.（08广东文科）61.如图所示，电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确标志I和F方向的是(A) 【解析】安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直，且满足左手定则。 3.（08广东理科）17．有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是 ( B ) A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 【解析】通电直导线与磁场平行，不受安培力，选项A错误，安培力方向与磁场垂直，选项D错误。洛仑兹力对带电粒子不做功，选项C错误，安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现，选项B正确。 4.（08广东理科）18．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是( D )

A ．速率越大，周期越大 B ．速率越小，周期越大 C ．速度方向与磁场方向平行 D ．度方向与磁场方向垂直 【解析】由2m T qB π=可知，选项A 、B 错误，做匀速圆周运动时，速度方向与磁场方向垂直，选项D 正确。 5.（08广东卷）4．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D 形合D 1、D 2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 ( AD ) A ．离子由加速器的中心附近进入加速器 B ．离子由加速器的边缘进入加速器 C ．离子从磁场中获得能量 D ．离子从电场中获得能量 【解析】离子由加速器的中心附近进入加速器，从电场中获取能量，最后从加速器边缘离开加速器，选项A 、D 正确。 6.（08广东卷）9．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是(AC) A ．粒子先经过a 点，再经过b 点 B ．粒子先经过b 点，再经过a 点 C ．粒子带负电 D ．粒子带正电 【解析】由mv r qB =可知，粒子的动能越小，圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子选经过a 点，再经过b 点，选项A 正确。根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C 正确。 7.（08四川卷）24．如图，一半径为R 的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水 平面上。整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q （q ＞0）、质量为m 的小球P 在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O ’。球心 O 到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜)2 π 。为了使小球

高中物理专题：电场磁场与复合场

电场、磁场及复合场 【典型例题】 1．空间存在相互垂直的匀强电场E 和匀强磁场B ，其方向如图所示．一带电粒子+q 以初速度v 0垂直 于电场和磁场射入，则粒子在场中的运动情况可能是 （ ） A ．沿初速度方向做匀速运动 B ．在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动 C ．在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动 D ．初始一段在纸平面内做轨迹向下（向上）弯曲的非匀变速曲线运动 2．如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动到B 点时，速度为零，C 是轨迹的最低点，以下说法中正确的是 （ ） A ．液滴带负电 B ．滴在C 点动能最大 C ．若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒 D ．液滴在C 点机械能最大 3．如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中，现给滑环以水平向右的瞬时冲量，使滑环获得向右的初速，滑环在杆上的运动情况可能是 （ ） A ．始终作匀速运动 B ．先作加速运动，后作匀速运动 C ．先作减速运动，后作匀速运动 D ．先作减速运动，最后静止在杆上 4．如图所示，质量为m 、带电量为+q 的带电粒子，以初速度v 0垂直进入相互正交的匀强电场E 和匀 强磁场B 中，从P 点离开该区域，此时侧向位移为s （重力不计），则 （ ） A ．粒子在P 点所受的磁场力可能比电场力大 B ．粒子的加速度为(qE – qv 0B )/m C ．粒子在P 点的速率为m qsE v 220 D ．粒子在P 点的动能为mv 02 /2 – qsE 5．如图所示，质量为m ，电量为q 的正电物体，在磁感强度为B 、方向垂 直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动，物体运动初速度为v ，则 （ ） A ．物体的运动由v 减小到零所用的时间等于mv /μ（mg+qvB ） B ．物体的运动由v 减小到零所用的时间小于mv /μ（mg+qvB ） C ．若另加一个电场强度为μ（mg+qvB ）/q 、方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动 D ．若另加一个电场强度为（mg+qvB ）/q 、方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速运动 6．如图所示，磁感强度为B 的匀强磁场，在竖直平面内匀速平移时，质量为m ，带电– q 的小球，用线悬挂着，静止在悬线与竖直方向成30°角的位置，则磁场的最小移动速度为 ． 7．如图所示，质量为1g 的小环带4×10-4 C 正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦 因数μ = 0.2，将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在的竖 直平面与磁场垂直，杆与电场夹角为37°，若E = 10N/C ，B = 0.5T ，小环从静止释放，求： ⑴ 当小环加速度最大时，环的速度和加速度； ⑵ 当小环速度最大时，环的速度和加速度． 8．如图所示，半径为R 的光滑绝缘竖直环上，套有一电量为q 的带正电的小球，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，已知小球所受的电场力与重力的大小相等．磁场的磁感强度为B ，求： ⑴ 在环顶端处无初速释放小球，小球运动过程中所受的最大磁场力； ⑵ 若要小球能在竖直圆环上做完整的圆周运动，在顶端释放时初速必须满足什么条件？ 9．如图所示，匀强磁场沿水平方向，垂直纸面向里，磁感强度B =1T ，匀强电场方向水平向右，场强E = 103N/C ．一带正电的微粒质量m = 2×10-6kg ，电量q = 2×10-6 C ，在此空间恰好作直线运动，问： ⑴ 带电微粒运动速度的大小和方向怎样？ ⑵ 若微粒运动到P 点的时刻，突然将磁场撤去，那么经多少时间微粒到达Q 点？（设PQ 连线与电场方向平行） 10．如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电．在两板间有一垂直纸面向里 的匀强磁场．一电子从两板左侧以速度v 0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感强度为B 1时，电子从a 点射出两板，射出时的速度为2v 0．当两板间磁场的磁感强度为B 2时，电子从b 点射出时的侧移量仅为从a 点射出时侧移量的1/4，求电子从b 点射出的速率． 11．如图所示，在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间，有一个质量为m 的带电微粒，系于长为 l 的细丝线的一端，细丝线另一端固定于O 点．带电微粒以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动，此时细线与竖直方向成30°角，且细线中张力为零，电场强度为E ，方向竖直向上． ⑴ 求微粒所带电荷的种类和电量； ⑵ 问空间的磁场方向和磁感强度B 的大小多大？ ⑶ 如突然撤去磁场，则带电粒子将作怎样的运动？线中的张力是多大？

磁场专题36916

磁场专题 一．多项选择题 (实验中学）1．如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E ,在第一、第四 象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等． 有一个带电粒子以初速度ｖ0垂直x 轴，从x 轴上的P 点进入匀强电场,恰好与ｙ轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x 轴进入下面的磁场.已知OP 之间的距离为d ,则带电粒子?（ )?A.在电场中运动的时间为0 2v d B ．在磁场中做圆周运动的半径为d 2 ?C ．自进入磁场至第二次经过x 轴所用时间为0 47v d π D.自进入电场至在磁场中第二次经过x 轴的时间为 02)74(v d π+ (莱芜四中)２．地球磁场对电视机显像管中电子束有影响。如图所示,电子枪到荧光屏的距离为d ，显像管的取向使电子水平地由南向北运动,该处地球磁场的竖直分量向下，大小为Ｂ，电子枪中电子的加速电压为Ｕ。仅考虑地磁场对电子束的作用,则当电子束在南北方向上通过距离d 时，以下关于电子束偏转的说法中正确的是（ ） Ａ．向东偏转? ?? B.向西偏转 C.Ｕ越大,偏转角越大? ? D.U 越大，偏转半径越大 (聊城市)3．垂直于纸面的匀强磁场区域宽度为ｄ，一个电子以速度v 沿图示方向垂直磁场 方向及磁场边界射入该区域，恰好不能飞过场区。采取如下哪些方法,可能使该电子飞到场区右侧? ? ( ）

?Ａ.增大磁感应强度? ?B.改变ｖ的方向 ?Ｃ.减小d ? D.将磁场反向 （泰安一模）4．如图甲所示为一个质量为m、电荷量为q +的圆环，可在水平放置的足够 长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,（不计空气阻力）,现给 圆环向右初速度 o υ，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图乙中的（) (威海一中3)5．如图所示,实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角,水平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的 虚线L做直线运动,L与水平方向成β角,且α>β，则下 列说法中错误的是( ) A．液滴一定做匀速直线运动 B.液滴一定带正电 C.电场线方向一定斜向上Ｄ.液滴有可能做匀变速直线运动 二．填空题 （邹城二中)1.如图所示,在ｘＯy平面内的第Ⅲ象限中有沿-y方向的匀强电场,场强大小为E．在第I和第ＩI象限有匀强磁场,方向垂直于坐标平面向里．有一个质量为ｍ，电荷量为e 的电子，从y轴的P点以初速度ｖ０垂直于电场方向进入电场（不 计电子所受重力）,经电场偏转后，沿着与x轴负方向成４50角进 入磁场，并能返回到原出发点P. （１)简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图； (2)求P点距坐标原点的距离____＿_ (3)电子从P点出发经多长时间再次返回P点_______ 三.计算题 ×××××× ×××××× ×××××× ×××××× ×××××× α β L

2014高考物理最新磁场专题训练题组(含答案) (6)

磁场专题训练 大连市物理名师工作室门贵宝 【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释 地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断， 地球总体上应该是：（A） A.带负电; B.带正电; C.不带电; D.不能确定 解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A. 【例2】如图所示，正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（AC） A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等 B.四条侧棱上的磁感应强度都相同 C.在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小 D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大 【例3】如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场 中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际 磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（AC） A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的 B.C点的实际磁感应强度也为0 C. d ，方向斜向下，与B夹角为450D.以上均不正确 解析:题中的磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的，磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量和．a处磁感应强度为0，说明直线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场B的大小相等、方向相反，可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里．在圆周上任一点，由直导线产生的磁感应强度大小均为B＝1T，方向沿圆 周切线方向，可知C点的磁感应强度大小为2T，方向向右.d ， 方向与B成450斜向右下方． 【例4】如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（）A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里C．φB＞φC D．φB＜φC 解析：由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在是线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁总线分布在线圈是外，所以B、C 两圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面较少，c圆面较多，但都比垂直向外的少，所以 B、C磁通方向应垂直纸面向外，φB＞φC，所以A、C正确． 分析磁通时要注意磁感线是闭合曲线的特点和正反两方向磁总线条数的多少，不能认为面积大的磁通就大．答案：AC 【例5】如图4所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N 极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ 到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通 量（） A．是增加的；B．是减少的C．先增加，后减少；D．先减少，后增加 解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近B

专题十：磁场专题—磁场较难(教师卷)

金榜题名学校2018年秋季德阳校区 个性化教学名师培优精讲 学科年级学生姓名授课教师上课时间课次 物理高二古老师第讲 磁场专题-磁场（较难） 2．如图所示，带正电的物块A放在不带电的小车B上，开始时都静止，处于垂直纸面向里 的匀强磁场中．t=0时加一个水平恒力F向右拉小车B，t=t1时A相对于B开始滑动．已知 地面是光滑的．AB间粗糙，A带电量保持不变，小车足够长．从t=0开始A、B的速度﹣ 时间图象，下面哪个可能正确（） A．B．C．D． 解答：解：分三个阶段分析本题中A、B运动情况： 开始时A与B没有相对运动，因此一起匀加速运动．A所受洛伦兹力向上，随着速度的增加而增加，对A根据牛顿第二定律有：f=ma．即静摩擦力提供其加速度，随着向上洛伦兹力的增加，因此A与B之间的压力减小，最大静摩擦力减小，当A、B之间的最大静摩擦力都不能提供A的加速度时，此时AB将发生相对滑动． 当A、B发生发生相对滑动时，由于向上的洛伦兹力继续增加，因此A与B之间的滑动摩擦力减小，故A的加速度逐渐减小，B的加速度逐渐增大． 当A所受洛伦兹力等于其重力时，A与B恰好脱离，此时A将匀速运动，B将以更大的加速

度匀加速运动． 综上分析结合v﹣t图象特点可知ABD错误，C正确．故选C． 3．如图所示，纸面内有宽为L水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m，电量为+q，速 率为v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右 侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是哪一种 （）（其中B0=，A、C、D选项中曲线均为半径是L的圆弧，B选项中曲线为半 径是的圆） A．B．C．D． 解答：解：由于带电粒子流的速度均相同，则当飞入A、B、C这三个选项中的磁场时，它们的轨迹对应的半径均相同．唯有D选项因为磁场是2B0，它的半径是之前半径的2倍．然而当粒子射入B、C两选项时，均不可能汇聚于同一点．而D选项粒子是向上偏转，但仍不能汇聚一点．所以只有A选项，能汇聚于一点． 故选：A 4．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下．磁场中有光滑的水平桌面，在 桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．试管在水平拉力F作 用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出．关于带电小球及其在离 开试管前的运动，下列说法中正确的是（） A．小球带负电 B．洛伦兹力对小球做正功 C．小球运动的轨迹是一条抛物线 D．维持试管匀速运动的拉力F应增大 解答：解：A、小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电．故A错误． B、洛伦兹力总是与速度垂直，不做功．故B错误． C、设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动．小球沿管子方向受 到洛伦兹力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线．故C正确． D、设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B， v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大．故D正确．故选CD．

带电粒子在磁场中的运动专题训练(选择题)(可编辑修改word版)

A 等离子体 B 用电器 3 带电粒子在磁场中的运动专题训练 选择题部分 一、单项选择题 1、如图所示，宇宙射线中存在高能带电粒子，假如大气层被破坏，这些粒子就会到达地球， 从而给地球上的生命带来危害，根据地磁场的分布特点，判断下列说法中正确的是（ ） A ．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱 B ．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱 C ．地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同 D ．地磁场对宇宙射线无阻挡作用 2、许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献， 下列表述中正确的是 （ ） A ．安培提出了磁场对运动电荷的作用力的公式 B ．奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 C ．法拉第发现电磁感应现象 D. 牛顿测出万有引力常量 3、磁流体发电是一项新兴技术．如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场．图中虚线框部分相当于发电机．把两个极板与用电器相连，则（ ） A ．用电器中的负电荷运动方向从 A 到 B B ．用电器中的电流方向从 B 到 A C ．若只减小喷入粒子的速度，发电机的电动势增大D ．若只增大磁场，发电机的电动势增大 4、如图所示，边长为 L 的正方形区域 ABCD 内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，E 点位于 CD 边上，且 ED = 3 L ，三个完全相同的带电粒子 1、2、3 分别以大小不同的初速度υ1 、υ2 、υ3 3 从 A 点沿 AB 方向射入该磁场区域，经磁场偏转后粒子 1、2、3 分别从 C 点、E 点、D 点射出． 若 t 1 、 t 2 、 t 3 分别表示粒子 1、2、3 在磁场中的运动时间． 则以下判断正确的是 υ （ ） B A A ． υ1 ∶ υ2 ∶ υ3 =6∶2 ∶3 B ． υ1 ∶ υ2 ∶ υ3 =4∶3∶2 C D

高中物理--磁场专题

磁场 一．知识点梳理 考试要点 基本概念 一、磁场和磁感线（三合一） 1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场 2、磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用 3、磁场的方向（矢量） 方向的规定：磁针北极的受力方向，磁针静止时N 极指向。

地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导 4、磁感线：切线～～磁针北极～～磁场方向 5、典型磁场——磁铁磁场和电流磁场（安培定则（右手螺旋定则）） 6、磁感线特点：①客观不存在、②外部N 极出发到S，内部S极到N 极③闭合、不相交、④描述磁场的方向和强弱 二．磁通量（Φ韦伯Wb 标量） 通过磁场中某一面积的磁感线的条数，称为磁通量，或磁通 二．磁通密度（磁感应强度 B 特斯拉T 矢量） 大小：通过垂直于磁感线方向的单位面积的磁感线的条数叫磁通密度。 2 B 1 T = 1 Wb / m S 方向：B 的方向即为磁感线的切线方向 N S 意义：1、描述磁场的方向和强弱 2、由场的本身性质决定 三．匀强磁场 1、定义：B 的大小和方向处处相同，磁感线平行、等距、同向 2、来源：①距离很近的异名磁极之间 ②通电螺线管或条形磁铁的内部，边缘除外 四．了解一些磁场的强弱 永磁铁―10 －3 T，电机和变压器的铁芯中―0.8～1.4 T 5 －5 T － 超导材料的电流产生的磁场―1000T，地球表面附近―3×10 ～7×10 L 比较两个面的磁通的大小关系。如果将底面绕轴L 旋转，则磁通量如何 变化？

Ⅱ磁场对电流的作用——安培力 一．安培力的方向——（左手定则）伸开左手，使大拇指与四指在同一个平面内，并跟四 指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的流向，这时大拇指的方向就是导线所受安培 力的方向。（向里和向外的表示方法（类比射箭）） B I F 力向外 规律：（1）左手定则 （2）F⊥B ，F⊥I ，F 垂直于 B 和I 所决定的平面。但B、I 不一定垂直 力向外不受力 安培力的大小与磁场的方向和电流的方向有关，两者夹角为900 时，力最大，夹角为00 时，力＝0。猜想由90 度到0 度力的大小是怎样变化的 二．安培力的大小：匀强磁场，当 B ⊥I 时，F ＝ B I L 在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，电流所受的安培力等于磁感应将 度B、电流I 和导线的长度L 三者的乘积 在非匀强磁场中，公式F＝BIL 近似适用于很短的一段通电导线 三．磁感应强度的另一种定义 匀强磁场，当 B ⊥I 时，B F IL B 练习 有磁场就有安培力（×） B 磁场强的地方安培力一定大（×） 磁感线越密的地方，安培力越大（×） 判断安培力的方向

带电粒子磁场中的运动专项训练一

带电粒子磁场中的运动专项训练（一） 思路：画轨迹，定圆心，找半径，求角度，算时间 两个特殊结论：1、进出有界磁场时粒子的速度方向与磁场边界的夹角相等；2、带电粒子进入圆形有界时速度方向经过圆形磁场的圆心，离开时速度方向的反向延长线也经过圆心。 训练1..如图所示，一个质量为m ，带电量为+q 的粒子以速度v 0从O 点沿y 轴正方向射入磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b 处穿过x 轴，速度方向与x 轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计，试求: (1)圆形匀强磁场区域的最小面积. (2)粒子在磁场中运动的时间. (3)b 到O 的距离. 训练2.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ，固定在光滑的水平面上，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B = 0.5T ，如图所示. 质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小球，从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入，以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失. （1）为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来，小球入射的速度v 1是多少？ （2）若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射，则需经过多少时间才能由P 点出来？ 训练3. 如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下，如图（a ）所示.发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求： （1）带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? （2）为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? （3）若磁场是半径为a 的圆柱形区域，如图（b ）所示(图中圆为其横截面)，圆柱的轴线通过等边三角形的中心O ，且a =)10 1 33( L .要使S 点发出的粒子最终又回到S 点，带电粒子速度v 的大小应取哪些数值？ a b c d B P v B F a O F b x y O m ,q v 0 30°