2、D．磁場(chǎng)中某處的B的方向跟電流在該處受到的磁場(chǎng)力F的方向相同
3．如圖所示四種情況中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，載流導(dǎo)體長(zhǎng)度相同，通過(guò)的電流也相同，導(dǎo)體受到的磁場(chǎng)力最大的是( )
A．甲、丁 B．甲、丙
C．乙、丁 D．乙、丙
4.如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將( )
A．向上偏轉(zhuǎn)
B．向下偏轉(zhuǎn)
C．向紙外偏轉(zhuǎn)
D．向紙里偏轉(zhuǎn)
5、(xx年徐州模擬)如圖所示，在真空中，水平導(dǎo)線中有恒定電流I通過(guò)，導(dǎo)線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同，
3、則質(zhì)子可能的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A．沿路徑a運(yùn)動(dòng)
B．沿路徑b運(yùn)動(dòng)
C．沿路徑c運(yùn)動(dòng)
D．沿路徑d運(yùn)動(dòng)
6、如圖所示圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率，沿著相同的方向，對(duì)準(zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，又都從該磁場(chǎng)中射出，這些粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有的較長(zhǎng)，有的較短，若帶電粒子在磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力的作用，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的帶電粒子( )
A．速率一定越小
B．速率一定越大
C．在磁場(chǎng)中通過(guò)的路程越長(zhǎng)
D．在磁場(chǎng)中的周期一定越大
7、(xx·濟(jì)南模擬)帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如圖所示，所受的
4、重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，則在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將( )
A．可能做直線運(yùn)動(dòng)
B．可能做勻減速運(yùn)動(dòng)
C．一定做曲線運(yùn)動(dòng)
D．可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
8．(xx·蚌埠模擬)如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m，用絲線懸掛于O點(diǎn)，并在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，最大擺角為60°，水平磁場(chǎng)垂直于小球擺動(dòng)的平面。當(dāng)小球自左方擺到最低點(diǎn)時(shí)，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)懸線上的張力為( )
A．0 B．2mg
C．4mg D．6mg
題型突破
題型1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加問(wèn)題
例題1、如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M
5、、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反
C．c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同
D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同
練習(xí)、如圖所示，在a、b、c三處垂直于紙面放置三根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線，電流大小相等，a、b、c是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，a處電流在三角形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
題型2
6、、安培力作用下物體運(yùn)動(dòng)方向的判斷
例題2、如圖(a)所示，不在同一平面內(nèi)的兩互相垂直的導(dǎo)線，其中MN固定，PQ可以自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩導(dǎo)線中通入圖示方向電流I1、I2時(shí)，導(dǎo)線PQ將( )
A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線MN
B．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線MN
C．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線MN
D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線MN
練習(xí)、如圖所示，條形磁鐵平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)給導(dǎo)線中通以垂直于紙面向外的電流，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小
B．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大
C．磁鐵對(duì)桌面的壓力不變
D．以
7、上說(shuō)法都不可能
題型3、安培力作用下物體的平衡
命題規(guī)律 根據(jù)物體的受力分析和平衡條件，判斷物體所受安培力的大小。
例題3、如圖，有兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x，當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí)，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是( )
A．方向向上
B．大小為
C．要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使b上移
D．若使b下移，a將不能保持靜止
練習(xí)、(xx·鄭州一中模擬)如圖所
8、示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ。整個(gè)裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí)，金屬桿ab剛好靜止。則( )
A．磁場(chǎng)方向豎直向上
B．磁場(chǎng)方向豎直向下
C．金屬桿ab受安培力的方向平行導(dǎo)軌向上
D．金屬桿ab受安培力的方向平行導(dǎo)軌向下
題型4、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法
分析帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，重點(diǎn)是“確定圓心、確定半徑、確定周期或時(shí)間”，尤其是圓周運(yùn)動(dòng)半徑的確定，從物理規(guī)律上應(yīng)滿足R＝，從運(yùn)動(dòng)軌跡上應(yīng)根據(jù)幾何關(guān)系求解。
例題4、如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系xOy，直
9、線OP與x軸正方向的夾角為30°，第一象限內(nèi)有兩個(gè)大小不同、方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，直線OP是它們的邊界，OP上方區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子(不計(jì)重力)以速度v從O點(diǎn)沿與OP成30°角的方向垂直于磁場(chǎng)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ，質(zhì)子先后通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，試求：
(1)區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；
(2)Q點(diǎn)的坐標(biāo)。
練習(xí)、(xx·廣東湛江一模)如圖所示為一個(gè)有界的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電的粒子以某一速率v垂直磁場(chǎng)方向從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速
10、度方向與邊界夾角為θ，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A．若θ一定，速度v越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)
B．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與速度v有關(guān)，與角θ大小無(wú)關(guān)
C．若速度v一定，θ越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短
D．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與角度θ有關(guān)，與速度v無(wú)關(guān)
例題5、如圖甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O′且正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示。有一束正離子在t＝0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng)。已知正離子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T(mén)0，
11、不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力。求：
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小；
(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0的可能值。
練習(xí)、某一空間充滿垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，規(guī)定B>0時(shí)磁場(chǎng)的方向穿出紙面?，F(xiàn)有一電荷量為q＝5π×10－7C、質(zhì)量為m＝5×10－10kg的帶電粒子在t＝0時(shí)刻以初速度v0沿垂直磁場(chǎng)方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力，則磁場(chǎng)變化一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小與初速度大小的比值是( )
A．1 B.
C.
12、 D.
例題6、(xx·南昌調(diào)研)如圖所示，正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界長(zhǎng)為a，邊界由絕緣彈性壁圍成，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子垂直于磁場(chǎng)方向和邊界，從邊界正中點(diǎn)O孔處射入磁場(chǎng)，其射入時(shí)的速度為，帶電粒子與壁碰撞前后沿壁方向的分速度不變，垂直壁方向的分速度反向、大小不變，且不計(jì)摩擦，不計(jì)粒子所受重力，碰撞時(shí)無(wú)電荷量損失，求：
(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
(2)帶電粒子從O孔射入到從O孔射出所需要的時(shí)間。
練習(xí)、(xx·鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示，在半徑為R的圓柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)電子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入該磁場(chǎng)
13、，從N點(diǎn)射出，速度方向偏轉(zhuǎn)了60°。則電子從M到N運(yùn)行的時(shí)間是( )
A. B.
C. D.
題型5、多解問(wèn)題
例題7、如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)a和b，OP為分界線，磁場(chǎng)a的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直紙面向里；磁場(chǎng)b的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，P點(diǎn)坐標(biāo)為(4l,3l)。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)b，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，粒子恰能經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O，不計(jì)粒子重力。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
求：(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間最少是多少？
(2)粒子運(yùn)動(dòng)的速度可能是多少？
14、
題型6、電磁場(chǎng)在實(shí)際中的應(yīng)用
1、 速度選擇器
例題8．(xx年天津塘沽模擬)如圖所示，有一混合正離子束先后通過(guò)正交電磁場(chǎng)區(qū)域I和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子束在區(qū)域I中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑R相同，則它們具有相同的( )
A．電荷量
B．質(zhì)量
C．速度
D．比荷
2、質(zhì)譜儀
例題9、(xx·廣州模擬)1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是( )
A．該束帶電粒子帶負(fù)電
B．速度選擇器的P1極板帶正電
C．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越
15、大的粒子，質(zhì)量越大
D．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越小
練習(xí)、如圖所示，質(zhì)譜儀主要是用來(lái)研究同位素(即原子序數(shù)相同，原子質(zhì)量不同的元素)的儀器。正離子源產(chǎn)生帶電量為q的正離子，經(jīng)S1、S2兩金屬板間的電壓U加速后，進(jìn)入粒子速度選擇器P1、P2之間。P1、P2之間有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和與之正交的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，通過(guò)速度選擇器的粒子經(jīng)S3細(xì)孔射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿一半圓軌跡運(yùn)動(dòng)，射到照相底片M上，使底片感光，若該離子質(zhì)量為m，底片感光處距細(xì)孔S3的距離為x，試證明：m＝qB1B2x/2E。
練習(xí)、速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩
16、束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中S0A＝S0C，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是( )
A．甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負(fù)電
B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷
C．能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于
D．若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為32
3、回旋加速器
例題10、(xx·江蘇常州高級(jí)中學(xué)高三資格賽)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。設(shè)D形盒半徑為R。若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感
17、應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2πfR
B．質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小無(wú)關(guān)
C．高頻電源只能使用矩形交變電流，不能使用正弦式交變電流
D．不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速α粒子
練習(xí)、如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出，求：
(1)加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向和大小；
(2)設(shè)兩D形盒間距為d，其間電壓為U，電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)子每次經(jīng)電場(chǎng)加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周數(shù)；
(3)加速到上述能量所需時(shí)間。
18、
4、 霍爾效應(yīng)
例題11、(xx·柳州質(zhì)檢)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．若元件的載流子是自由電子，則D側(cè)面電勢(shì)高于C側(cè)面電勢(shì)
B．若元件的載流子是自由電子，則C側(cè)面電勢(shì)高于D側(cè)面電勢(shì)
C．在測(cè)地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直
D．在測(cè)地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平
5、 磁流體發(fā)電機(jī)
例題12、(xx·福建理綜)如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是
19、橫截面為矩形的水平管道，管道的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可以忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連。整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為ρ的導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)，且開(kāi)關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變。
(1)求開(kāi)關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢(shì)差大小U0；
(2)求開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化Δp；
(3)調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其它量和矩形管道的橫截面積S＝dh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pmax及相應(yīng)的寬高比d/h的值。
2022年高考物理暑期輔導(dǎo)班 課題十二 磁場(chǎng)一練習(xí)
