會(huì)考專題講練磁場

2012會(huì)考專題講練——磁場會(huì)考考點(diǎn)磁極，磁場，地磁場（A）磁感線，磁通量（A）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）電流的磁場，安培定則（B）安培分子電流假說（A）安培力，左手定則（B）磁電式電表（A）把“磁電式電表”從上面拿下來單列，層級(jí)改為A洛侖茲力（B）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（C）質(zhì)譜儀，回旋加速器（B）說明：定量分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)，僅限于帶電粒子垂直或平行磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場的情況。二、高頻考點(diǎn)講練考點(diǎn)一、磁場、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)電流周圍存在磁場的著名科學(xué)家是(2、A2、AA．奧斯特B．伽利略C．焦耳D．庫侖考點(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)面與磁場方向垂直時(shí)，穿過導(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)磁場中，垂直磁場方向放一個(gè)面積為3.0×10-2m2的線框，若穿過線框所圍面積的磁通量為1.5×10-3Wb，則磁場磁感應(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)磁場中，磁場方向與線框所在平面垂直，則穿過導(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)磁場中，當(dāng)線框平面與磁場方向垂直時(shí)，穿過導(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)磁場中，當(dāng)線框平面與磁場方向垂直時(shí)，穿過導(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)磁場中，線框平面與磁場方向垂直，則穿過導(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)磁場中，當(dāng)線框平面與磁場方向垂直時(shí)，穿過導(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)磁場中，當(dāng)線框平面與磁場方向垂直時(shí)，穿過導(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)磁場內(nèi)，放一面積為S的正方形線框.當(dāng)線框平面與磁場方向垂直時(shí)，穿過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0.20m的直導(dǎo)線全部放入勻強(qiáng)磁場中，保持導(dǎo)線和磁場方向垂直.已知磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為5.0×10-3T，當(dāng)導(dǎo)線中通過的電流為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。在開關(guān)S接通后，導(dǎo)線D所受磁場力的方向是（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)磁場中。已知棒AB長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的大小；（2）若懸線拉力恰好為零，求磁場的磁感應(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，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直，導(dǎo)線長度為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010m的直導(dǎo)線全部放入勻強(qiáng)磁場中，保持導(dǎo)線和磁場方向垂直。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為50×l0-3T，當(dāng)導(dǎo)線中通過的電流為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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直，導(dǎo)線長度為L，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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直，導(dǎo)線長度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)線垂直于磁場方向放在勻強(qiáng)磁場中．關(guān)于該通電直導(dǎo)線所受安培力的方向，以下說法中正確的是（7、C7、CA．跟磁場方向垂直，跟電流方向平行B．跟電流方向垂直，跟磁場方向平行C．既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直D．既不跟磁場方向垂直，也不跟電流方向垂直8．關(guān)于通電直導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，下列說法中正確的是（8、D8、DA．通電直導(dǎo)線在磁場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，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)若電子在磁場中經(jīng)過某點(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，磁場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射入磁場區(qū)域，最后到達(dá)感光板上的P點(diǎn).經(jīng)測量P、O間的距離圖13BOlPMNv（1）帶電粒子所受洛倫茲力的大?。唬?）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，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）磁場方向垂直紙面向外A在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑由洛倫茲力提供向心力得（2）A在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間A從離開磁場到經(jīng)過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)磁場后落到圖中D點(diǎn)，求：（1）帶電粒子在A點(diǎn)垂直射入磁場區(qū)域時(shí)的速率v；（2）A、D兩點(diǎn)間的距離l。1、解：（1）帶電粒子在電場中直線加速，電場力做功，動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可知，，帶電粒子垂直射入磁場區(qū)域時(shí)的速率為（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(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，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，場強(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x軸時(shí)，其與O的距離；（2）從粒子被射出到其第三次通過x軸的時(shí)間。（重力可忽略不計(jì)）。2、解：（1）帶電粒子在磁場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x軸時(shí)恰好運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓周，所以其通過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x軸后進(jìn)入電場中做勻變速直線運(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x軸至第二次通過x軸的時(shí)間（在電場中運(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）粒子從電場中進(jìn)入磁場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x軸。即粒子從射出后到第三次通過x軸的過程中，在磁場中做兩次半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)。所以粒子在磁場中運(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OBE圖16方形金屬板正對著水平放置，在兩板間存在著勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E、方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場的磁感應(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）保持板間磁場不變而撤去電場，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區(qū)．求電場未撤去時(shí)，兩板間的電勢差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為正對著水平放置的金屬板，板長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)磁場區(qū)域，其中虛線為磁場的左右邊界，邊界之間的距離l=60cm，豎直方向磁場足夠?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