磁场训练

物理带电粒子在磁场中的运动题20套(带答案)一、带电粒子在磁场中的运动专项训练1．科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的反物质.例如：正电子就是电子的反粒子，它跟电子相比较，质量相等、电量相等但电性相反.如图是反物质探测卫星的探测器截面示意图.MN 上方区域的平行长金属板AB 间电压大小可调，平行长金属板AB 间距为d ，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里.MN 下方区域I 、II 为两相邻的方向相反的匀强磁场区，宽度均为3d ，磁感应强度均为B ，ef 是两磁场区的分界线，PQ 是粒子收集板，可以记录粒子打在收集板的位置.通过调节平行金属板AB 间电压，经过较长时间探测器能接收到沿平行金属板射入的各种带电粒子.已知电子、正电子的比荷是b ，不考虑相对论效应、粒子间的相互作用及电磁场的边缘效应.（1）要使速度为v 的正电子匀速通过平行长金属极板AB ，求此时金属板AB 间所加电压U ；（2）通过调节电压U 可以改变正电子通过匀强磁场区域I 和II 的运动时间，求沿平行长金属板方向进入MN 下方磁场区的正电子在匀强磁场区域I 和II 运动的最长时间t m ； （3）假如有一定速度范围的大量电子、正电子沿平行长金属板方向匀速进入MN 下方磁场区，它们既能被收集板接收又不重叠，求金属板AB 间所加电压U 的范围.【答案】（1）Bvd （2）Bb（3）3B 2d 2b ＜U ＜221458B d b【解析】 【详解】（1）正电子匀速直线通过平行金属极板AB ，需满足 Bev=Ee因为正电子的比荷是b ，有 E=U d联立解得：u Bvd =（2）当正电子越过分界线ef 时恰好与分界线ef 相切，正电子在匀强磁场区域I 、II 运动的时间最长。

4T t =m t =2t2111v ev B m R =T ＝122R mv Be＝ππ 联立解得：t Bbπ=（3）临界态1：正电子恰好越过分界线ef ，需满足 轨迹半径R 1＝3d1ev B =m 211v R11U ev B ed=⑪ 联立解得：2213U d B b =临界态2：沿A 极板射入的正电子和沿B 极板射入的电子恰好射到收集板同一点 设正电子在磁场中运动的轨迹半径为R 1 有（R 2﹣14d ）2+9d 2＝22R 2Bev =m 222v RBe 2v =2U e d 联立解得：2221458B d bU =解得：U 的范围是：3B 2d 2b ＜U ＜221458B d b2．如图所示，在长度足够长、宽度d=5cm 的区域MNPQ 内，有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B=0.33T ．水平边界MN 上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场，电场强度E=200N/C ．现有大量质量m=6.6×10﹣27kg 、电荷量q=3.2×10﹣19C 的带负电的粒子，同时从边界PQ 上的O 点沿纸面向各个方向射入磁场，射入时的速度大小均为V=1.6×106m/s ，不计粒子的重力和粒子间的相互作用．求：(1)求带电粒子在磁场中运动的半径r ；(2)求与x 轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t ；(3)当从MN 边界上最左边射出的粒子离开磁场时，求仍在磁场中的粒子的初速度方向与x 轴正方向的夹角范围，并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程． 【答案】（1）r=0.1m （2）43.310t s -=⨯ （3）3060~ 曲线方程为222x y R +=(30.10.1R m x m =≤≤) 【解析】 【分析】 【详解】（1）洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律可得2v qvB m r=，解得0.1r m =（2）粒子的运动轨迹如图甲所示，由几何关系可知，在磁场中运动的圆心角为30°，粒子平行于场强方向进入电场，粒子在电场中运动的加速度qE a m= 粒子在电场中运动的时间2v t a= 解得43.310t s -=⨯（3）如图乙所示，由几何关系可知，从MN 边界上最左边射出的粒子在磁场中运动的圆心角为60°，圆心角小于60°的粒子已经从磁场中射出，此时刻仍在磁场中的粒子运动轨迹的圆心角均为60°，则仍在磁场中的粒子的初速度方向与x 轴正方向的夹角范围为30°~60° 所有粒子此时分别在以O 点为圆心，弦长0.1m 为半径的圆周上，曲线方程为22x y R += 30.1,0.120R m m x m ⎛⎫=≤≤ ⎪ ⎪⎝⎭【点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径3．如图所示，坐标原点O 左侧2m 处有一粒子源，粒子源中，有带正电的粒子(比荷为qm=1.0×1010C/kg)由静止进人电压U= 800V 的加速电场，经加速后沿x 轴正方向运动，O 点右侧有以O 1点为圆心、r=0.20m 为半径的圆形区域，内部存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=1.0×10－3T 的匀强磁场(图中未画出)圆的左端跟y 轴相切于直角坐标系原点O ，右端与一个足够大的荧光屏MN 相切于x 轴上的A 点，粒子重力不计。

中学物理磁场专题训练一、磁场、安培力练习题一、选择题1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[]A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的北极动身，到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁四周排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[]A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[]4．关于磁场，以下说法正确的是[]A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度肯定为零B．磁场中某点的磁感强度，依据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量5．磁场中某点的磁感应强度的方向[]A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D．通过该点磁场线的切线方向6．下列有关磁通量的论述中正确的是[]A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度肯定为零D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中心正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面对外的电流，[]A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极旁边：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将[]A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁C．不转动，只靠近磁铁D．不转动，只离开磁铁9．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有[]A．线圈所受安培力的合力为零B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果二、填空题10．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到60×10-2N的磁场力，则磁场的磁感强度是______特；当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度是_____特；当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是______特．11．如图5所示，abcd是一竖直的矩形导线框，线框面积为S，放在磁场中，ab边在水平面内且与磁场方向成60°角，若导线框中的电流为I，则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于______．12．一矩形线圈面积S＝10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×103Wb，则磁场的磁感强度B______；若线圈以一条边为轴的转180°，则穿过线圈的磁能量的改变为______；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф＝______．三、计算题13．如图6所示，ab，cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感强度的大小；14．如图7所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为l，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？一、磁场、安培力练习题答案一、选择题1．AB 2．BC 3．D 4．D5．CD 6．D 7．A 8．A 9．AB二、填空题三、计算题13．1.2T 14．mg-BIlcosθ，BI lsinθ二、洛仑兹力练习题一、选择题1．如图1所示，在垂直于纸面对内的匀强磁场中，垂直于磁场方向放射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2．假如v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1：r2及周期之比T1：T2分别为 [ ] A．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：2B．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：1C．r1：r2＝2：1，T1：T2＝1：1D．r1：r2＝1：1，T1：T2＝2：12．如图2所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子． [ ]A．只有速度大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管B．只有质量大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管C．只有动量大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管D．只有能量大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管3．电子以初速V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 [ ]A．磁场对电子的作用力始终不变B．磁场对电子的作用力始终不作功C．电子的动量始终不变D．电子的动能始终不变它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面对里）．在图3中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？[ ]5．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量渐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定 [ ]A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电6．三个相同的带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止起先落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场．设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3，忽视空气阻力，则 [ ]A．E1＝E2＝E3B．E1＞E2＝E3C．E1＜E2＝E3D．E1＞E2＞E37．真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动．其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为 [ ]A．a最大 B．b最大C．c最大 D．都相等8．一个带正电荷的微粒（重力不计）穿过图5中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采纳的方法是[ ]A．增大电荷质量B．增大电荷电量C．削减入射速度D．增大磁感强度E．减小电场强度二、填空题9．一束离子能沿入射方向通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域，然后进入磁感应强度为B′的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周运动（图6），则这束离子必定有相同的______，相同的______．10．为使从炙热灯丝放射的电子（质量m、电量e、初速为零）能沿入射方向通过相互垂直的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感强度为B）区域，对电子的加速电压为______．11．一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方向是______．12．一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中作圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I＝______．三、计算题13．一个电视显像管的电子束里电子的动能E K＝12000eV．这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动．已知地磁场的竖直向下重量B＝5.5×10-5T，试问（1）电子束偏向什么方向？（2）电子束在显像管里由南向北通过y＝20cm路程，受洛仑兹力作用将偏转多少距离？电子质量m＝9.1×10-31kg，电量e＝1.6×10-19C．14．如图7所示，一质量m、电量q带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面．顶端时对斜面压力恰为零．若快速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？洛仑兹力练习题答案一、选择题1．B 2．C 3．BD 4．C5．B 6．B 7．C 8．C二、填空题三、计算题三、单元练习题一、选择题1．安培的分子环流假设，可用来说明 [ ]A．两通电导体间有相互作用的缘由B．通电线圈产生磁场的缘由C．永久磁铁产生磁场的缘由D．铁质类物体被磁化而具有磁性的缘由2．如图1所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中心的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面对外的电流，则[ ]A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．有电子、质子、氘核、氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是 [ ]A．氘核 B．氚核C．电子D．质子4．两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则 [ ]A．r1＝r2，T1≠T2B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T25．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核．该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a、b所示．由图可以判定 [ ]A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向肯定是垂直纸面对里D．磁场方向向里还是向外不能判定6．如图3有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，假如这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的 [ ] A．速度 B．质量C．电荷 D．荷质比7．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场，如图4所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止起先自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，忽视重力，以下说法中正确的是 [ ]A．这离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点8．如图5所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一离子恰能沿直线飞过此区域（不计离子重力） [ ]A．若离子带正电，E方向应向下B．若离子带负电，E方向应向上C．若离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电，E方向都向下9．一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采纳的方法有 [ ]A．适当增大电流，方向不变B．适当减小电流，并使它反向C．电流大小、方向不变，适当增加磁场D．使原电流反向，并适当减弱磁场10．如图7所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面对外运动，可以[ ]A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在沟通电源的一端，b、d接在沟通电源的另一端11．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 [ ]A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同B．假如把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变C．洛仑兹力方向肯定与电荷速度方向垂直，磁场方向肯定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能、动量均不变12．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是 [ ]A．有磁必有电荷，有电荷必有磁B．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用C．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的D．依据安培的分子环流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极二、填空题13．一质子及一α粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中．（1）若两者由静止经同一电势差加速的，则旋转半径之比为______；（2）若两者以相同的动进入磁场中，则旋转半径之比为______；（3）若两者以相同的动能进入磁场中，则旋转半径之比为______；（4）若两者以相同速度进入磁场，则旋转半径之比为______．14．两块长5d，相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场．一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度v从左端各处飞入（图8）．为了不使任何电子飞出，板间磁感应强度的最小值为______．15．如图9所示，M、N为水平位置的两块平行金属板，板间距离为d，两板间电势差为U．当带电量为q、质量为m的正离子流以速度V0沿水平方向从两板左端的中心O点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动，偏向M板（重力忽视不计）．今在两板间加一匀强磁场，使从中心O处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是______，磁感应强度B＝______．16．如图10所示，质量为m，带电量为+q的粒子，从两平行电极板正中心垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域（重力不计）．今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上．当粒子落到极板上时的动能为______．17．如图11所示，绝缘光滑的斜面倾角为θ，匀强磁场B方向与斜面垂直，假如一个质量为m，带电量为-q的小球A在斜面上作匀速圆周运动，则必需加一最小的场强为______的匀强电场．18．三个带等量正电荷的粒子a、b、c（所受重力不计）以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中，轨迹如图12，则可知它们的质量m a、m b、m c大小次序为______，入射时的初动量大小次序为______．19．一初速为零的带电粒子，经过电压为U的电场加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量是m，电量是q，则带电粒子所受的洛仑兹力为______，轨道半径为______．20．如图13在x轴的上方（y≥0）存在着垂直于纸面对外的匀强磁场，磁感强度为B．在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向放射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x＝______，最大y＝______．三、计算题21．以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图14所示，磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面对里．（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离．（2）假如离子进入磁场后经过时间t到达位置P，试证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是22．如图16所示，AB为一段光滑绝缘水平轨道，BCD为一段光滑的圆弧轨道，半径为R，今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球，以速度v0从A点向B点运动，后又沿弧BC做圆周运动，到C点后由于v0较小，故难运动到最高点．假如当其运动至C点时，突然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点此时轨道弹力为0，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：（1）匀强电场的方向和强度；（2）磁场的方向和磁感应强度．单元练习题答案一、选择题1．CD 2．A 3．B 4．D 5．BD 6．AD7．ABC 8．AD 9．AC 10．ABD 11．B 12．BD二、填空题三、计算题21．（1）2mv/qB。

初中物理磁场专题训练（含答案和解析）1.A.A.若相互排斥，两个物体都不是磁体B.若相互吸引，只有一个是磁体C.若相互吸引，两个物体都是磁体D.若相互排斥，两个物体都是磁体3．如图所示，磁铁吸引住两根铁钉的一端，那么两根铁钉的另一端将（）A、互相吸引如甲图B、互相排斥如乙图C、既不吸引，也不排斥如丙图D．以上三种情况都有可能4.如图所示，用条形磁铁N端，在一根铁棒上从左向右沿同一方向磨擦几次，铁棒具有磁性的情况是（）A．铁棒左端为N极B．铁棒右端为N极C．无法确定铁棒某端的极性D．铁棒无磁性5.关于地磁场，下列说法错误的是（）A.地磁场的两极就是地球的南北极B.地球本身是一个大磁体，地球周围的磁场称为地磁场C.指南针能指南北就是因为受到地磁场的作用D.地磁场的两极与地理两极并不重合6.关于磁感线的概念，下面说法中错误的是（）A．磁感线是磁场中确实存在的B．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密C．磁感线是一种假想的曲线，在磁体外都是从N极到S极D．磁针N极在某点所受的磁力方向跟该点磁感线的方向一致7．（2015•江西模拟）实验表明，磁体能吸引1元硬币，对这种现象解释正确的是（）A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币只含有磁性材料，磁化后能被吸引8.在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学分别设计了如下四个方案，其中最合理的是（）A．两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近B．用一块条形磁铁的一个磁极靠近另一块条形磁铁中间C．将放在粗糙桌面上的两块条形磁铁的磁极相互靠近D．用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的一个磁极9.下图中，正确的是图（）A．B．C．D．10.下列现象中，哪些现象证明钢棒具有磁性（）A．将钢棒一端接近磁针N极，互相吸引B．将钢棒一端接近磁针S极，互相吸引C．将钢棒与另一钢棒靠近，互相吸引D．将钢棒一端接近磁针N极，互相排斥二、填空题11．（2015•成都中考）指南针是我国古代四大发明之一，其实质就是一个小磁针，它有N、S两极，使用时指南的那端是极。

1.3 认识磁场同步练习同步测控1．(单选)以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的C．磁极与通电导体间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质2．(双选)下列说法正确的是()A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S 极3．(单选)关于磁通量，下列说法正确的是()A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C．磁通量大，磁感应强度不一定大D．把某线圈放在磁场中的M、N两处，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处的大4．(双选)条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图1－3－3所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示，则下列说法正确的是()图1－3－3A．磁铁c端是N极，d端是S极B．磁铁c端是S极，d端是N极C．小磁针a端是N极，b端是S极D．小磁针a端是S极，b端是N极5．地球上某地点地磁感应强度B的水平分量B x＝0.18×10－4 T，竖直分量B y＝0.54×10－4 T．求：(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角；(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.课时训练一、单项选择题1．下列关于磁场的说法中，正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C．磁体与磁体之间是直接发生作用的D．磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生2．下列关于磁感线的叙述，正确的是()A．磁感线是真实存在的，细铁屑撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感线B．磁感线始于N极，终于S极C．磁感线和电场线一样，不能相交D．沿磁感线方向磁场减弱3．下列说法中不正确的是()A．磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用B．在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是这一点的磁场方向C．当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交D．磁体周围的磁感线都是闭合的曲线4．下面是某位同学列出的磁体和磁体、磁体和电流、电流和电流之间相互作用的流程图，其中不正确的是()A．磁体——磁场——磁体B．磁体——磁场——电流C．电流——电场——电流D．电流——磁场——电流5．一个蹄形磁铁从中间断开后，每一段磁铁的磁极个数是()A．一个B．两个C．四个D．没有6．假设将指南针移到地球球心处，则指南针的指向()A．由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定B．根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”可判定指南针N极指向地球北极附近C．根据“小磁针N极受力方向沿该处磁场方向”可判定N极指向地球南极附近D．地球对指南针通过地磁场作用，但指南针对地球不产生磁场作用7．磁场中任一点的磁场方向规定小磁针在磁场中()A．受磁场力的方向B．北极受磁场力的方向C．南极受磁场力的方向D．受磁场力作用转动的方向8．如图1－3－4所示，A、B是一条磁感线上的两点，下列关于这两点的磁场强弱判断正确的是()图1－3－4A．A点磁场比B点磁场强B．B点磁场比A点磁场强C．因为磁感线为直线，A、B两点磁场一样强D．条件不足，无法判断二、双项选择题9．关于磁场的下列说法正确的是()A．磁场的基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B．磁场看不见摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的，是物质的一种特殊的存在形态D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无10．如图1－3－5所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是()图1－3－5A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极B．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极C．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极三、非选择题11．磁体的周围存在着磁场，磁场的基本性质是对放入其中的________有力的作用，这种力的作用又是通过________产生的．12．如图1－3－6所示，平面的面积S＝0.6 m2，它与匀强磁场方向垂直，若磁感应强度B＝0.4 T，求通过平面的磁通量．图1－3－6同步测控答案： 1.解析：选A.2.答案：BC3.解析：选C.磁通量是标量，Φ的大小与B 、S 均有关，故C 正确．4.解析：选BD.小磁针静止时N 极的指向即为该处的磁场方向，而条形磁铁外部磁感线方向是由N 极指向S 极，而内部是由S 极指向N 极，由小磁针静止时N 极所指的方向可判定磁铁d 端是N 极，c 端是S 极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场方向可判定，a 端是S 极，b 端是N 极．5.解析：(1)根据平行四边形定则，可知 B ＝B 2x ＋B 2y＝0.182＋0.542×10－4 T ＝0.57×10－4 TB 的方向和水平方向的夹角(即磁倾角) α＝arctan B yB x ＝arctan 0.54×10－40.18×10－4＝71°34′(2)题中地磁场竖直分量与水平面垂直，故磁通量 Φ＝B ·S ＝0.54×10－4×2.0 Wb ＝1.08×10－4 Wb.答案：(1)0.57×10－4 T 71°34′ (2)1.08×10－4 Wb课时训练答案：1.解析：选A.磁体与磁体、通电导体与通电导体间、磁体与通电导体间是通过磁场产生相互作用，磁场是一种客观存在的物质，只要磁体或电流存在，其周围一定存在磁场，故A 正确，B 、C 、D 错误．2.解析：选C.磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，在磁铁外部磁感线从N 极出来进入S 极，在磁铁内部从S 极到N 极，磁感线不相交，故选C.3.解析：选C.磁体间的作用力是通过磁场传递的，可不用接触便产生相互作用，A 对．小磁针静止时北极指向是北极受力方向，所以B 对．磁感线是闭合的曲线且不能相交，所以C 错，D 对．4.解析：选C.磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用力都是通过磁场传递的，所以C 错，A 、B 、D 正确．5.解析：选B.一个磁铁无论断成几段，每一段还是有两个磁极，原因是不存在磁单极子．选项B 正确．6.解析：选C.地球内部地磁场的方向是由地理的北极指向南极，故C 正确．7.解析：选B.磁场中某点磁场方向，我们这样规定：小磁针N 极受力方向，小磁针静止时N 极指向，磁感线某点切线方向，这三个方向就是磁场方向表达的不同形式，但实质是一样的．8.解析：选D.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，根据一条磁感线无法看出疏密，因此无法判断磁场强弱，选D.9.解析：选AC.磁场是客观存在的一种物质，不以人的意志转移，只不过不同于常见到的分子组成的物体，它看不见，摸不着，但是客观存在的，所以C 对，B 错，D 错．磁场的性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用，A 对．10.解析：选A D.图甲是条形磁铁外部磁感线分布示意图，外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故A正确，B错．图乙是两异名磁极间的磁感线分布示意图，磁感线仍然是从N极出来，进入磁铁的S极，故C错，D正确．11.答案：磁极或电流磁场12.解析：由Φ＝BS得Φ＝0.4×0.6Wb＝0.24 Wb.答案：0.24 Wb。

目录一、安培力方向的判定 (2)二、安培力大小的计算 (4)三、安培力的平衡、极值问题 (8)一、安培力方向的判定【基础题】1、（单选）把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直2、（单选）如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中正确的是()3、画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．4、（单选）下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受安培力F的方向，其中图示正确的是()【提高题】5、（单选）如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)()A．顺时针方向转动同时靠近导线ABB．逆时针方向转动同时离开导线ABC．顺时针方向转动同时离开导线ABD．逆时针方向转动同时靠近导线AB6、（单选）如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升7、（单选）通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生()A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动二、安培力大小的计算【基础题】8、（单选）长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ9、把长L＝0.15 m的导体棒置于磁感应强度B＝1.0×10－2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示，若导体棒中的电流I ＝2.0 A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F＝________ N，安培力的方向为竖直向________．(选填“上”或“下”)【提高题】10、（单选）如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0B．0.5BIlC．BIl D．2BIl11、（单选）如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB＝BC＝CD＝DE＝l，且∠C＝120°、∠B＝∠D＝150°.现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为()A.23BIlB.(2＋3 2)BIlC.(2＋3)BIlD.4BIl12、（单选）如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内.某时刻，线圈中通过大小为I 的电流，则此线圈所受安培力的大小为()A.2BILB.12nBIL C.nBIL D.2nBIL13、（单选）如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB14、如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，则各导线所受到的安培力的大小分别为：F A＝，F B＝，F C＝，F D＝.15、（单选）如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于竖直向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三导体棒受到的安培力大小关系为()A.F a＞F b＞F cB.F a＝F b＝F cC.F b＜F a＜F cD.F a＞F b＝F c16、（单选）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度.下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()17、（单选）如图所示，一个边长为L 、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，若通以图示方向的电流(从A 点流入，从C 点流出)，电流强度为I ，则金属框受到的磁场力为( )A.0B.BIL 2C.BILD.2BIL三、安培力的平衡、极值问题18、如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L .有大小为B 的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L ，质量为m ，水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？19、一根长L ＝0.2 m 的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I ＝5 A 的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B ＝0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)20、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？21、如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m＝0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a、I＝3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力．(g＝10 m/s2)22、（单选）如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流D．使电流反向23、（单选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动)()A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用24、（单选）如图所示，用两根轻细悬线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mg Il tan θ，竖直向上B.mg Il tan θ，竖直向下C.mg Il sin θ，平行悬线向下D.mg Il sin θ，平行悬线向上。

高中物理带电粒子在磁场中的运动题20套(带答案)含解析一、带电粒子在磁场中的运动专项训练1．如图所示为电子发射器原理图，M 处是电子出射口，它是宽度为d 的狭缝．D 为绝缘外壳，整个装置处于真空中，半径为a 的金属圆柱A 可沿半径向外均匀发射速率为v 的电子；与A 同轴放置的金属网C 的半径为2a.不考虑A 、C 的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用，忽略电子所受重力和相对论效应，已知电子质量为m ，电荷量为e.(1)若A 、C 间加速电压为U ，求电子通过金属网C 发射出来的速度大小v C ；(2)若在A 、C 间不加磁场和电场时，检测到电子从M 射出形成的电流为I ，求圆柱体A 在t 时间内发射电子的数量N.(忽略C 、D 间的距离以及电子碰撞到C 、D 上的反射效应和金属网对电子的吸收)(3)若A 、C 间不加电压，要使由A 发射的电子不从金属网C 射出，可在金属网内环形区域加垂直于圆平面向里的匀强磁场，求所加磁场磁感应强度B 的最小值． 【答案】(1)22e eUv v m=+4alt N ed π=(3) 43mv B ae = 【解析】 【分析】（1）根据动能定理求解求电子通过金属网C 发射出来的速度大小；（2）根据=neI t求解圆柱体A 在时间t 内发射电子的数量N ；（3）使由A 发射的电子不从金属网C 射出，则电子在 CA 间磁场中做圆周运动时，其轨迹圆与金属网相切，由几何关系求解半径，从而求解B. 【详解】（1）对电子经 CA 间的电场加速时，由动能定理得221122e e U mv mv =- 解得：22e eUv v m=+（2）设时间t 从A 中发射的电子数为N ，由M 口射出的电子数为n ， 则 =ne I t224d dNn N a aππ==⨯解得4altN edπ=（3）电子在 CA 间磁场中做圆周运动时，其轨迹圆与金属网相切时，对应的磁感应强度为B ．设此轨迹圆的半径为 r ，则222(2)a r r a -=+2v Bev m r=解得：43mvB ae=2．“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O ，外圆弧面AB 的电势为2L()o ϕ>，内圆弧面CD 的电势为φ，足够长的收集板MN 平行边界ACDB ，ACDB 与MN 板的距离为L ．假设太空中漂浮着质量为m ，电量为q 的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB 圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子的影响，不考虑过边界ACDB 的粒子再次返回．（1）求粒子到达O 点时速度的大小；（2）如图2所示，在PQ （与ACDB 重合且足够长）和收集板MN 之间区域加一个匀强磁场，方向垂直纸面向内，则发现均匀吸附到AB 圆弧面的粒子经O 点进入磁场后最多有23能打到MN 板上，求所加磁感应强度的大小；（3）如图3所示，在PQ （与ACDB 重合且足够长）和收集板MN 之间区域加一个垂直MN 的匀强电场，电场强度的方向如图所示，大小4E Lφ=，若从AB 圆弧面收集到的某粒子经O 点进入电场后到达收集板MN 离O 点最远，求该粒子到达O 点的速度的方向和它在PQ 与MN 间运动的时间． 【答案】（1）2q v mϕ=；（2）12m B L q ϕ=；（3）060α∴= ；22m L q ϕ【解析】 【分析】 【详解】试题分析：解：（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，得：2102qU mv =-2U ϕϕϕ=-=2q v mϕ=(2）从AB 圆弧面收集到的粒子有23能打到MN 板上，则上端刚好能打到MN 上的粒子与MN 相切，则入射的方向与OA 之间的夹角是60︒，在磁场中运动的轨迹如图甲，轨迹圆心角060θ=．根据几何关系，粒子圆周运动的半径：2R L =由洛伦兹力提供向心力得：2v qBv m R=联合解得：12m B L qϕ=（3）如图粒子在电场中运动的轨迹与MN 相切时，切点到O 点的距离最远， 这是一个类平抛运动的逆过程． 建立如图坐标.212qE L t m= 222mL mt L qE q ϕ== 22x Eq qEL q v t m m m ϕ===若速度与x 轴方向的夹角为α角 cos x v v α=1cos 2α=060α∴=3．如图甲所示，在直角坐标系中的0≤x≤L 区域内有沿y 轴正方向的匀强电场，右侧有以点（2L ，0）为圆心、半径为L 的圆形区域，与x 轴的交点分别为M 、N ，在xOy 平面内，从电离室产生的质量为m 、带电荷量为e 的电子以几乎为零的初速度从P 点飘入电势差为U 的加速电场中，加速后经过右侧极板上的小孔Q 点沿x 轴正方向进入匀强电场，已知O 、Q 两点之间的距离为2L，飞出电场后从M 点进入圆形区域，不考虑电子所受的重力。

第课时磁场磁场对电流的作用1~8题为单选题;9、10题为多选题1.(2012上海普陀区一模)把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转.首先观察到这个实验现象的物理学家是( )A.奥斯特B.爱因斯坦C.牛顿D.伽利略2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )3.(2012石家庄一模)在实验精度要求不高的情况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,具体做法是:在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘.导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度.现已测出此地的地磁场水平分量B=5.0×10-5 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示.由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为( )A.5.0×10-5 TB.1.0×10-4 TC.8.66×10-5 TD.7.07×10-5 T4.如图所示,一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中,若球冠的底面大圆半径为r,磁场方向与球冠底面垂直,则穿过整个球冠的磁通量为( )A.πr2BB.大于πr2BC.小于πr2BD.不能确定5.(2012牡丹江一中一模)如图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F的方向,其中正确的是( )6.(2012惠州月考)图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里.在开关S接通后,导线D所受安培力的方向是( )A.向上B.向下C.向左D.向右7.(2013宜宾模拟)如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则金属棒MN所受安培力大小为( )A.F=错误！未找到引用源。

高中物理必修三专题强化训练—磁场、磁感线[学习目标] 1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的.2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点.3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向．一、电和磁的联系磁场1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，通电时磁针发生了转动．实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．3．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质．二、磁感线1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向．2．磁感线(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线．(2)特点①磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏．②磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向．三、安培定则1．直线电流的磁场安培定则：如图1甲所示，用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示．图12．环形电流的磁场安培定则：如图2甲所示，让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向．图23．通电螺线管的磁场安培定则：如图3所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向．图3判断下列说法的正误．(1)磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质．(√)(2)磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致．(√)(3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的．(×)(4)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的圆．(√)(5)磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的．(√)(6)环形电流的磁场相当于小磁针，通电螺线管的磁场相当于条形磁体．(√)一、磁场磁感线导学探究如图4所示，通电导线放在蹄形磁体附近，悬挂导线的细线偏离竖直方向，说明通电导线受到力的作用，磁体对通电导线的作用力是如何产生的？图4答案磁体在周围产生了磁场，磁场对通电导线产生了作用力．知识深化1．磁场(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围．(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．2．磁感线(1)定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致．(2)特点：①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极．②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致．③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在．(3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图5所示)：图5(多选)下列有关磁场的说法，正确的是()A．磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的C．磁场是有方向的，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同D．在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同答案ABC解析磁场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的特殊物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用；磁极间的相互作用就是通过磁场发生的；磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法)，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同，故A、B、C正确，D错误．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()A．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止B．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交D．磁感线可以表示磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱答案 B解析磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N极指向S极，在磁体内部，磁感线由S极指向N极，A错误；磁感线的切线方向表示磁场方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致，B正确；磁场重叠时，磁场会相互叠加，但绝对不会出现同一点处有两个磁场方向，磁感线不能相交，C错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，在同一磁场中，磁感线密的地方磁场较强，磁感线疏的地方磁场较弱，D错误．磁感线可以和电场线作类比：比如都是人为引入的带有方向的线，可以通过疏密程度反映场的强弱，不能相交等；也有不同点，比如磁感线是闭合的曲线而电场线不闭合.二、安培定则导学探究1．演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置．将小磁针平行地放在直导线的上方或下方，请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况．观察到什么现象？通过这种现象可以得出什么结论呢？答案观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置．通电后导线上方或下方的小磁针发生偏转，说明通电后导线周围的空间对小磁针产生力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场．2．重做上面的实验，请观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化．观察到什么现象？这说明什么？答案观察到电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向发生改变，说明电流的磁场方向也发生变化．知识深化用安培定则判断电流磁场的方向安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极如图6所示，a、b是直线电流的磁场截面图，c、d是环形电流的磁场截面图，e、f是螺线管电流的磁场的截面图．试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．图6答案见解析解析根据安培定则，可以确定题图a中电流方向垂直纸面向里，题图b中电流方向从下向上，题图c中电流方向沿逆时针方向，题图d中磁感线方向从上向下，题图e中磁感线方向向左，题图f中磁感线方向向右．利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题：1利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时，大拇指指的是电流方向，四指指的方向为磁感线的环绕方向.2利用安培定则判断通电螺线管和环形电流的磁场方向时，四指指的是电流方向，大拇指指的方向是磁场方向.为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图7所示．用M、N 和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是()图7A．蓄电池M端为正极B．蓄电池N端为正极C．螺线管P端为S极D．螺线管内部磁场方向由P指向Q答案 B解析小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，选项C错误；在螺线管的内部，磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁场方向由Q指向P，选项D错误；根据安培定则可知，在蓄电池外部电流从N流向M，蓄电池N端为正极，选项A错误，B正确．针对训练下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是()答案 C解析根据同名磁极相互排斥可知，选项A错；由安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力向左，选项B错；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右，内部小磁针N极受到的磁场力向右，选项C对；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里，小磁针N极受到的磁场力向里，选项D错．三、安培分子电流假说1．法国学者安培提出：在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极．(如图8所示)图82．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性．(多选)下列说法正确的是()A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生B．安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生C．根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性会减弱D．根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱答案BCD解析“分子电流”假说是由安培提出来的，故A错误；根据安培的“分子电流”假说可知，永磁体及通电导线的磁性是由内部运动电荷产生的磁场叠加而成的，故B正确；磁体在高温和强烈震动下分子电流的取向会变得杂乱，从而使磁性减弱，故C、D正确．考点一磁场和磁感线1．(多选)下列关于磁场的说法正确的是()A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无答案AC解析磁场虽看不见、摸不着，但它是客观存在的，它是一种特殊的物质，最基本的性质是对处于其中的磁体、电流或运动的电荷有力的作用，A、C正确，B、D错误．2．下列关于磁场的说法中，正确的是()A．只有磁体周围才存在磁场B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C．磁场只有在磁极与磁极、磁极与通电导线发生作用时才产生D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的答案 D解析磁场存在于磁体周围和电流周围，故A错误；磁场是实际存在的，不是假想的，磁感线是假想的，故B错误；磁场存在于磁体和电流周围，即使没有发生作用，磁场仍然是存在的，故C错误；磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的，故D正确．3．下列关于磁感线的说法正确的是()A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向B．磁感线总是从磁体的N极发出，到S极终止C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱答案 A解析磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描述磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，磁感线可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；在磁体外部，磁感线从磁体的N极发出，从磁体的S极进入，在磁体内部磁感线由S极回到N 极，构成闭合曲线，选项B错误；磁感线是人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项C错误；磁场的强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关，选项D错误．4．(多选)如图1所示，关于磁体、电流间的相互作用，下列说法正确的是()图1A．图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针的作用力是通过小磁针的磁场产生的B．图乙中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场产生的C．图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场产生的D．图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的答案BC解析题图甲中，电流对小磁针的作用力是通过电流的磁场产生的；题图乙中，磁体对通电导线的作用力是通过磁体的磁场产生的；题图丙中，电流对另一个电流的作用力是通过该电流的磁场产生的．综上所述，选项B、C正确，A、D错误．考点二电流的磁场5．下列各图中，电流及其产生的磁场方向均正确的是()答案 C6．(多选)导线中分别通入图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向里的是()答案AB解析A图中，通电直导线中的电流从左向右，根据右手螺旋定则，电流在小磁针所处的位置产生的磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极垂直纸面向里，故A正确；B图中，根据右手螺旋定则，磁场的方向为逆时针方向(从上向下看)，所以小磁针静止时N极垂直纸面向里，故B正确；C图中，根据环形导线的电流方向，由右手螺旋定则可知，小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极垂直纸面向外，故C错误；D图中，根据右手螺旋定则，结合电流的方向，可知通电螺线管的内部磁场方向由右向左，所以小磁针静止时N极指向左，故D错误．7.两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图2所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的()图2A．区域ⅠB．区域ⅡC．区域ⅢD．区域Ⅳ答案 A解析由安培定则可知，I1电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里，选项A正确．8.通电螺线管附近放置四个小磁针，如图3所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)()图3A．a B．bC．c D．d答案 B解析由安培定则判断出螺线管的左侧相当于条形磁体的N极，右侧相当于S极，故在小磁针a、c、d处磁场方向水平向左，小磁针b处磁场方向水平向右，小磁针静止时N极应沿磁感线方向，只有小磁针b指向正确，选项B正确．考点三安培分子电流假说9．小华同学在探究磁极间的相互作用时，不小心将条形磁体掉在了地上，当小华把条形磁体拾起来再次进行实验时，发现该条形磁体失去了磁性．则下列说法正确的是()A．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流消失了B．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流的取向变得一致了C．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流的取向变得杂乱无章了D．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流强度减弱了答案 C解析由安培分子电流假说可知，原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动等作用后分子电流的取向重新变得杂乱无章，分子电流仍然存在且强度也没有发生变化，但分子电流产生的磁场相互抵消，这样物体就会失去磁性，C正确．10.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了分子电流假说．他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，如图4所示．下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是()图4答案 B解析做圆周运动的电荷带负电，则环形电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，选项B对．11．如图5所示，直导线AB、螺线管E、U形磁体D三者相距较远，磁场相互不影响，开关闭合后，小磁针N极(黑色一端)指示磁场方向正确的是()图5A．a B．bC．c D．d答案 C解析小磁针N极的指向为磁感线方向，直导线AB部分，电流从上到下，所以从上往下看，直导线产生的磁场方向应为顺时针方向，所以小磁针a的N极应指向纸面外，A错误；在通电螺线管E部分，由安培定则可知，在内部磁感线从右到左，故右端为螺线管S极，左端为N极，在外部磁感线从N极到S极，所以小磁针b的N极应向右，小磁针c的N极向左，B错误，C正确；在U形磁体D 部分，由安培定则可知，左端为S极，右端为N极，在外部磁场方向从右端指向左端，所以小磁针d的N极应向左，D错误．12.(多选)如图6所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方．若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是()图6A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束答案AD解析由小磁针N极向纸面内偏转知，粒子束下方磁感线垂直纸面向里，由安培定则可知，小磁针上方的直线电流方向向右，则带电粒子可能是向右飞行的正离子束，也可能是向左飞行的负离子束，故A、D正确．13.(2020·江苏淮安期中)1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”．此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图7所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响．下列说法错误的是()图7A．小磁针发生偏转说明电流会产生磁场B．圆盘中心轴处的磁场方向向下C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转答案 B解析由题意可知，小磁针受到磁场力的作用而发生偏转，原因是电荷的定向移动形成电流，电流周围产生磁场，A正确；圆盘带负电，根据安培定则可知，产生的磁场方向向上，故圆盘上方为N极，圆盘下方为S极，B错误；当小磁针处于圆盘的左上方时，因圆盘上方为N极，则小磁针的N极向左侧偏转，C正确；当小磁针处于圆盘的左下方时，因圆盘下方为S极，则小磁针的N极向右侧偏转，D正确．14．如图8所示，橡胶圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()图8A．a、b、c的N极都向纸内转B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸内转C．b、c的N极都向纸内转，而a的N极向纸外转D．b的N极向纸内转，而a、c的N极向纸外转答案 B解析圆环带有负电荷，圆环顺时针转动，产生的等效电流方向沿逆时针方向，由安培定则可知，a、c小磁针所在处磁场方向垂直于纸面向里，b小磁针处磁场方向垂直于纸面向外，故a、c小磁针的N极向纸内转动，b小磁针的N极向纸外转动，故B正确．。

第二十章电与磁
第1节磁现象磁场
1.图是两磁极间磁感线的分布图。

下列关于两个磁极的说法正确的是
A.左边是N极，右边是N极
B.左边是S极，右边是S极
C.左边是S极，右边是N极
D.左边是N极，右边是S极
2.在如图所示的E、F、P、Q四点中，磁场最强的是
A．E点B．F点C．P点D．Q点
3．磁感线的说法中正确的是（）
A．磁感线可以形象地描述空间磁场的分布情况，磁感线是真实存在的
B．用磁感线可以形象的描述空间磁场的分布情况，磁感线是没有方向的
C．磁感线是有方向的，磁场中某点磁感线的方向跟该点的磁场方向一致
D．磁感线是有方向的，磁场中某点磁感线的方向跟该点的磁场方向相反
4．思考：地球上指南针静止时N极所指的是地理的北方还是南方？你认为地球的磁北极位于地理北极还是地理南极附近？为什么？
5.地球周围存在的磁场叫＿＿＿＿，它的磁感线方向从＿＿＿＿指向＿＿＿＿。

6.磁场是有方向的，人们规定在磁场中的某一点，小磁针＿＿＿所指的方向，就是该点磁场的方向。

7.在地球表面的某个位置，发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面，则该位置是（）
A. 地磁北极附近
B. 地磁南极附近
C. 赤道附近
D. 无法确定
8.加入磁体的磁性消失了，以下情景可能发生的是（）
A.石块也能浮在水面上
B.轮船上的罗盘将失去作用
C.从手中脱落的书会停留在空中
D.磁铁会吸起更多的铁钉
9.根据图中小磁针N极指向，标出磁体的N极和S极，并画出磁感线的方向。

N
1。

【物理】物理带电粒子在磁场中的运动练习题20篇一、带电粒子在磁场中的运动专项训练1．如图所示，在两块水平金属极板间加有电 压U 构成偏转电场，一束比荷为510/qC kg m=的带正电的粒子流（重力不计），以速度v o =104m/s 沿 水平方向从金属极板正中间射入两板．粒子经电 场偏转后进入一具有理想边界的半圆形变化磁场 区域，O 为圆心，区域直径AB 长度为L =1m ， AB 与水平方向成45°角．区域内有按如图所示规 律作周期性变化的磁场，已知B 0=0. 5T ，磁场方向 以垂直于纸面向外为正．粒子经偏转电场后，恰好从下极板边缘O 点与水平方向成45°斜向下射入磁场．求：（1）两金属极板间的电压U 是多大？（2）若T o =0．5s ，求t =0s 时刻射人磁场的带电粒子在磁场中运动的时间t 和离开磁场的位置．（3）要使所有带电粒子通过O 点后的运动过程中 不再从AB 两点间越过，求出磁场的变化周期B o ，T o 应满足的条件．【答案】（1）100V （2）t=5210s π-⨯，射出点在AB 间离O 点0.042m （3）5010s 3T π-<⨯【解析】试题分析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，从O 点射出使速度代入数据得U=100V （2）粒子在磁场中经过半周从OB 中穿出，粒子在磁场中运动时间射出点在AB 间离O 点（3）粒子运动周期，粒子在t=0、….时刻射入时，粒子最可能从AB 间射出如图，由几何关系可得临界时 要不从AB 边界射出，应满足得考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动2．如图，区域I 内有与水平方向成45°角的匀强电场1E ，区域宽度为1d ，区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场B 和匀强电场2E ，区域宽度为2d ，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下.一质量为m 、电量大小为q 的微粒在区域I 左边界的P 点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，从区域Ⅱ右边界上的Q 点穿出，其速度方向改变了30，重力加速度为g ，求：(1)区域I 和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度12E E 、的大小. (2)区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B 的大小. (3)微粒从P 运动到Q 的时间有多长.【答案】(1)12mg E q =,2mgE q =122m gd 121626d d gd gd π+ 【解析】 【详解】(1)微粒在区域I 内水平向右做直线运动，则在竖直方向上有：1sin45qE mg ︒= 求得：12mgE q=微粒在区域II 内做匀速圆周运动，则重力和电场力平衡，有：2mg qE = 求得：2mgE q=(2)粒子进入磁场区域时满足：2111cos452qE dmv ︒=2v qvB m R=根据几何关系，分析可知：222sin30d R d ==︒整理得：122m gd B =(3)微粒从P 到Q 的时间包括在区域I 内的运动时间t 1和在区域II 内的运动时间t 2，并满足：211112a t d = 1tan45mg ma ︒=2302360Rt vπ︒=⨯︒ 经整理得：112121222612126gd d d d t t t gd g gd ππ+=+=+⨯=3．如图，平面直角坐标系中，在，y ＞0及y ＜-32L 区域存在场强大小相同，方向相反均平行于y 轴的匀强电场，在-32L ＜y ＜0区域存在方向垂直于xOy 平面纸面向外的匀强磁场，一质量为m ，电荷量为q 的带正电粒子，经过y 轴上的点P 1（0，L ）时的速率为v 0，方向沿x 轴正方向，然后经过x 轴上的点P 2（32L ，0）进入磁场．在磁场中的运转半径R =52L （不计粒子重力），求：（1）粒子到达P 2点时的速度大小和方向；（2）EB；（3）粒子第一次从磁场下边界穿出位置的横坐标；（4）粒子从P1点出发后做周期性运动的周期．【答案】（1）53v0，与x成53°角；（2）043v；（3）2L；（4）()4053760Lvπ+．【解析】【详解】（1）如图，粒子从P1到P2做类平抛运动，设到达P2时的y方向的速度为v y，由运动学规律知32L=v0t1，L=2yvt1可得t1=32Lv，v y=43v0故粒子在P2的速度为v220yv v+=53v0设v与x成β角，则tanβ=yvv=43，即β=53°；（2）粒子从P1到P2，根据动能定理知qEL=12mv2-12mv02可得E=289mvqL粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据qvB=m2vR解得：B=mvqR=5352m vq L⨯⨯=023mvqL解得：043vEB=；（3）粒子在磁场中做圆周运动的圆心为O′，在图中，过P2做v的垂线交y=-32L直线与Q′点，可得：P2O ′=3253Lcos=52L=r故粒子在磁场中做圆周运动的圆心为O′，因粒子在磁场中的轨迹所对圆心角α=37°，故粒子将垂直于y=-32L直线从M点穿出磁场，由几何关系知M的坐标x=32L+（r-r cos37°）=2L；（4）粒子运动一个周期的轨迹如上图，粒子从P1到P2做类平抛运动：t1=32Lv在磁场中由P2到M动时间：t2=372360rvπ︒⨯=37120Lvπ从M运动到N，a=qEm=289vL则t3=va=158Lv则一个周期的时间T=2（t1+t2+t3）=()4053760Lvπ+．4．如图所示，在第一象限内存在匀强电场，电场方向与x轴成45°角斜向左下，在第四象限内有一匀强磁场区域，该区域是由一个半径为R的半圆和一个长为2R、宽为2R的矩形组成，磁场的方向垂直纸面向里．一质量为m、电荷量为+q的粒子(重力忽略不计)以速度v从Q(0，3R)点垂直电场方向射入电场，恰在P(R，0)点进入磁场区域．(1)求电场强度大小及粒子经过P点时的速度大小和方向；(2)为使粒子从AC边界射出磁场，磁感应强度应满足什么条件；(3)为使粒子射出磁场区域后不会进入电场区域，磁场的磁感应强度应不大于多少?【答案】(1)224mvEqR=2v，速度方向沿y轴负方向(2)82225mv mvBqR qR≤≤(3))2713mvqR【解析】【分析】【详解】（1）在电场中，粒子沿初速度方向做匀速运动132cos4522cos45RL R R=-︒=︒1L vt=沿电场力方向做匀加速运动，加速度为a22sin452L R R=︒=2212L at=qEam=设粒子出电场时沿初速度和沿电场力方向分运动的速度大小分别为1v、2v，合速度v' 1v v=、2v at=，2tanvvθ=联立可得224mvEqR=进入磁场的速度22122v v v v=+='45θ=︒，速度方向沿y轴负方向（2）由左手定则判定，粒子向右偏转，当粒子从A点射出时，运动半径12Rr=由211mvqv Br=''得122mvBqR=当粒子从C点射出时，由勾股定理得()222222RR r r⎛⎫-+=⎪⎝⎭解得25 8r R =由222mv qv Br=''得2825mvBqR=根据粒子在磁场中运动半径随磁场减弱而增大，可以判断，当82225mv mvBqR qR≤≤时，粒子从AC边界射出（3）为使粒子不再回到电场区域，需粒子在CD区域穿出磁场，设出磁场时速度方向平行于x轴，其半径为3r，由几何关系得222332Rr r R⎛⎫+-=⎪⎝⎭解得()3714Rr+=由233mvqv Br=''得()322713mvBqR-=磁感应强度小于3B，运转半径更大，出磁场时速度方向偏向x轴下方，便不会回到电场中5．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，y轴沿竖直方向．在x = L到x =2L之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，一个比荷（qm）为k的带电微粒从坐标原点以一定初速度沿+x方向抛出，进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，离开电场和磁场后，带电微粒恰好沿+x方向通过x轴上x =3L的位置，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g．求：（1）电场强度的大小； （2）带电微粒的初速度；（3）带电微粒做圆周运动的圆心坐标．【答案】（1）g k （2）2gkB（3）2222232(,)28g k B L L k B g -【解析】 【分析】 【详解】（1）由于粒子在复合场中做匀速圆周运动，则：mg =qE ，又=qk m解得g E k=（2）由几何关系：2R cos θ=L ，粒子做圆周运动的向心力等于洛伦兹力：2v qvB m r= ；由cos y v vθ=在进入复合场之前做平抛运动：y gt =v0L v t =解得02g v kB=（3）由212h gt =其中2kBL t g = ，则带电微粒做圆周运动的圆心坐标：'32O x L =； 222'222sin 8O g k B L y h R k B g θ=-+=-6．如图所示，虚线MN 为匀强电场和匀强磁场的分界线，匀强电场场强大小为E 方向竖直向下且与边界MN 成θ=45°角，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外，在电场中有一点P ，P 点到边界MN 的竖直距离为d 。

高中物理磁场经典计算题训练(一1.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?2.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=1013(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?3.在直径为d的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆面指向纸外.一电荷量为q,质量为m的粒子,从磁场区域的一条直径AC上的A点射入磁场,其速度大小为v 0,方向与AC成α.若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D点,AD与AC的夹角为β,如图所示.求该匀强磁场的磁感强度B的大小.a b cdAC(a(b4.如图所示,真空中有一半径为R的圆形磁场区域,圆心为O,磁场的方向垂直纸面向内,磁感强度为B,距离O为2R处有一光屏MN,MN垂直于纸面放置,AO过半径垂直于屏,延长线交于C.一个带负电粒子以初速度v 0沿AC方向进入圆形磁场区域,最后打在屏上D点,DC相距23R,不计粒子的重力.若该粒子仍以初速v 0从A点进入圆形磁场区域,但方向与AC成600角向右上方,粒子最后打在屏上E点,求粒子从A到E所用时间.5.如图所示,3条足够长的平行虚线a、b、c,ab间和bc间相距分别为2L和L,ab 间和bc间都有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为B和2B。

第一章 磁场 章未过关训练一、单选题1．（2022·湖北·荆州中学高二期末）如图所示，两根等长直导线a 和b 平行放置，分别通有大小为 I 、2I 的电流，电流方向相反，此时导线a 受到的磁场力大小为F 。

当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b 受到的磁场力为零，则此时a 受到的磁场力大小为（ ）A ．2FB ．FC ．32FD ．3F2．（2021·重庆市求精中学校高二阶段练习）一个带正电的微粒（重力不计）初速度水平向右，进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是（ ）A ．增大电荷质量B ．增大电荷量C ．增大磁感应强度D ．减小入射速度3．（2021·江西宜春·高二期末）正方形容器abcd 内部充满一如图所示的匀强磁场，一束比荷相等的粒子从a 孔沿ab 方向垂直射入容器内，结果一部分从d 孔射出，另一部分从ad 中点e 孔射出，粒子重力不计。

则从d 、e 两孔射出的粒子（ ）A ．粒子均带负电B ．在磁场中运动时间之比为:2:1d e t tC ．在容器中运动加速度之比:2:1d e a a =D ．速度之比为:1:2d e v v =4．（2022·江苏南通·高二期末）如图所示，真空中有一磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a 和3a 的同心圆，磁场方向垂直纸面向里。

圆心处有一粒子源，粒子的质量为m ，电荷量为q ，忽略重力。

若粒子均被限制在图中实线圆围成的区域内，则粒子源发射粒子的最大速度是（ ）A ．qBa mB ．43qBa mC ．53qBa mD ．2qBa m5．（2022·广东·信宜市第二中学高二开学考试）如图，圆心为O 、半径为R 的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场。

从圆周上的P 点在纸面内沿不同方向射入各种速率的同种粒子，粒子的质量为m 、电荷量为+q 。

一 选择题1.在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B的夹角为 ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) r 2B ．. (B) 2 r 2B ．(C) - r 2B sin ． (D) - r 2B cos ． ［ ］2. 电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长直导线2返回电源(如图)．已知直导线上电流为I ，2/ aOb ．若载流长直导线1、2以及圆环中的电流在圆心O 点所产生的磁感强度分别用1B 、2B , 3B表示，则O 点的磁感强度大小(A) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0． (B) B = 0，因为021 B B，B 3 = 0．(C) B ≠ 0，因为虽然021 B B，但B 3≠ 0．(D) B ≠ 0，因为虽然B 1 = B 3 = 0，但B 2≠ 0．(E) B ≠ 0，因为虽然B 2 = B 3 = 0，但B 1≠ 0． ［ ］3.距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T ． (B) 6×10-3 T ． (C) 1.9×10-2T ． (D) 0.6 T ．(已知真空的磁导率 0 =4 ×10-7 T ·m/A) ［ ］4.如图，两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出，则磁感强度B沿图中闭合路径L 的积分 Ll Bd 等于(A) I 0 ． (B)I 031． (C) 4/0I ． (D) 3/20I ． ［ ］5. 无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆，当通以电流I 时，则在圆心O 点的磁感强度大小等于 (A)RI20 ． (B)RI0 ．(C) 0． (D))11(20R I． (E) )11(40R I． ［ ］6．有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点(如图)的磁感强度B的大小为(A))(20b a I． (B)bba aIln20 ． (C) bba bIln20 ． (D) )2(0b a I ． [ ]7、在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在(b)图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则： (A) 1d L l B2d L l B, 21P P B B(B)1d L l B 2d L l B , 21P P B B ． (C)1d L l B2d L l B , 21P P B B ． (D)1d L l B2d L l B, 21P P B B ． [ ]L 1 2 I 3 (a)(b)⊙8、一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等．设R = 2r ，则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足： (A) B R = 2 B r ． (B) B R = B r ．(C) 2B R = B r ． (D) B R = 4 B r ． ［ ］9、如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内． (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外．(C) 方向在环形分路所在平面，且指向b ．(D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a ． (E) 为零． ［ ］10、如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L ，则由安培环路定理可知(A) 0d Ll B ，且环路上任意一点B = 0． (B) 0d Ll B，且环路上任意一点B ≠0．(C) 0d Ll B，且环路上任意一点B ≠0．(D) 0d L l B，且环路上任意一点B =常量． ［ ］11.磁场的高斯定理 0S d B说明了下面的哪些叙述是正确的a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数；b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数；c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内；d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。

《磁场、电磁感应》训练题一、不定项选择题1．下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是( )2．如图所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内沿图示方向匀速旋转时( ) A．a端聚积电子 B．b端聚积电子C．金属棒内电场强度等于零 D．U a>U b3．如图所示，两根相互平行的金属导轨水平放置于匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下刚开始向右运动时，下列说法中正确的是( )A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D C．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒AB的作用力向左4．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．在将滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，下面说法中正确的是( )A．穿过线圈a的磁通量变大B．线圈a有收缩的趋势C．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大5．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是( )A．向右加速运动 B．向左加速运动C．向右减速运动 D．向左减速运动6．如图所示，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是( ) A．将变阻器滑动头P向右滑动B．将变阻器滑动头P向左滑动C．将极板间距离适当减小D．将极板间距离适当增大7．如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和的变化情况为( )A．d随增大而增大，d与U无关B．d随增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与无关D．d随增大而增大，d随U增大而减小8．如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动过程中始终能通过各自轨道的最低点M、N，则( )A．两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有v N＝v MB．两小球都能到达轨道的最右端C．小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同D．小球a受到的电场力一定不大于a的重力，小球b受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力9．如图所示为一个质量为m、带电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为( )A．0 B.C. D.10．利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是( ) A．粒子带正电B．射出粒子的最大速度为C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大答题卷班级 姓名 得分 一、不定项选择题题号12345678910答案二、计算题11．如图所示，在真空区域内，有宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ为磁场的边界．质量为m、带电荷量为－q的粒子，先后两次沿着与MN夹角为θ(0°<θ<90°)的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中，第一次粒子是经电压U1加速后射入磁场的，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场；第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场的，粒子刚好能垂直于PQ射出磁场．(不计粒子重力，粒子加速前的速度认为是零，U1、U2未知)(1)加速电压U1、U2的比值为多少？(2)为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直线射出PQ边界，可在磁场区域加一个匀强电场，求该电场的场强大小．《磁场、电磁感应》训练题参考答案1．答案　CD解析　根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．线圈的上端为S极，磁铁与线圈相互排斥．运用以上分析方法可知，C、D正确．2．答案　BD解析　因金属棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒转动时，由右手定则可知，a端的电势高于b端的电势，b端聚积电子，B、D 正确．3．答案　BD解析　利用楞次定律．两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.以此为基础，再根据左手定则进一步判定CD、AB的受力方向，经过比较可得正确答案．4．答案　C解析　P向上滑动，回路电阻增大，电流减小，磁场减弱，穿过线圈a的磁通量变小，根据楞次定律，a环面积应增大，A、B错；由于a环中磁通量减小，根据楞次定律知a环中感应电流应为俯视顺时针方向，C对；由于a环中磁通量减小，根据楞次定律，a环有阻碍磁通量减小的趋势，可知a环对水平桌面的压力F N减小，D错．5．答案　BC解析　MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由M→NL1中感应电流的磁场方向向上；若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为Q→P且减小向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为P→Q且增大,向左加速运动．6．答案　D解析　电子射入极板间后，偏向A板，说明Eq>B v q，由E＝可知，减小场强E的方法有增大板间距离和减小板间电压，故C错误，D正确；而移动滑动头P并不能改变板间电压，故A、B均错误．7．答案　A解析　设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v＝.粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r＝.而MN之间的距离为d＝2r cos θ.联立解得d＝2，故选项A正确．8．答案　D解析　由于洛伦兹力不做功，电场力对带电小球一定做负功，所以两小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有v N＝v M，选项A错误；由机械能守恒知小球b可以到达轨道的最右端，电场力对小球a做负功，故小球a不能到达轨道的最右端，选项B错误；由于两个小球受力情况不同，运动情况不同，故小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻不相同，选项C错误；由于小球能到达最低点，对小球a有mgR－qER≥0，所以有mg≥qE，由于洛伦兹力不做功，且洛伦兹力沿半径向外，则小球b受到的洛伦兹力没有条件限制，选项D正确．9．答案　ABD解析　若圆环所受洛伦兹力等于重力，圆环与粗糙细杆压力为零，摩擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项A正确；若圆环所受洛伦兹力不等于重力，圆环与粗糙细杆压力不为零，摩擦力不为零，圆环以初速度v0向右做减速运动．若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则一直减速到零，圆环克服摩擦力做的功为m v，选项B正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力达到稳定，稳定速度v ＝，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为W＝m v－m v2＝m(v－)，选项C错误，D正确．10．答案　BC解析　利用左手定则可判定只有负电荷进入磁场时才向右偏，故选项A 错误．利用q v B＝知r＝，能射出的粒子满足≤r≤，因此对应射出粒子的最大速度v max＝＝，选项B正确．v min＝＝，Δv＝v max－v min＝，由此式可判定选项C正确，选项D错误．11．答案　(1)　(2)解析　(1)如图所示，第一次粒子刚好没能从PQ边界射出磁场，表明粒子在磁场中的轨迹刚好与PQ相切，如图中的轨迹1.设轨迹半径为r1，由几何关系得：r1＋r1cos θ＝L，解得r1＝.第二次粒子刚好能垂直PQ边界射出磁场，粒子在磁场中的轨迹圆心为图中的O2点，运行轨迹为轨迹2，设轨迹半径为r2，由几何关系得到：r2＝由动能定理及牛顿第二定律得qU＝m v2，q v B＝，r＝，从而可得＝，所以＝＝.(2)若加入一个匀强电场后使电场力恰好能平衡洛伦兹力，则粒子将沿直线射出PQ边界，场强方向为垂直速度方向斜向下，设场强大小为E，则Eq＝Bq v2，解得E＝B v2 …①由于粒子经电压加速且未加电场时的轨迹半径r2＝＝，可得v2＝…②①②联立可得E＝，方向与水平方向成θ角斜向右下方．。

选择题专项训练（四）训练内容：磁场 编题人：易杰 时间：2012年2月不定项选择题，共计8题，每题4分，共32分。

全对4分，选不全2分，选错的0分1．如图所示，一水平导线通以电流I ，导线下方有一质子，初速度方向与电流平行，关于质子的运动路径情况，下述说法中，正确的是( )A ．沿a 运动，其轨道半径越来越大B ．沿a 运动，其轨道半径越来越小C ．沿b 运动，其轨道半径越来越小D ．沿b 运动，其轨道半径越来越大2． 如图,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B 1=2T 。

位于纸面内的细直导线,长L =1 m,通有I =1 A 的恒定电流。

.当导线与B 1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零。

.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B 2的可能值 ( )A ．12TBC ．2TD 3．如图所示，重力不计，质量为m ，带正电且电荷量为q 的粒子，在a 点以某一初速度v 0水平射入一个磁场区域沿曲线abcd 运动，ab 、bc 、cd 都是半径为R 的圆弧，粒子在每段圆弧上的运动时间都是t ，如果把由纸面进入的磁场方向定为正值，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B 随x 变化关系图象应为下图所示的哪一个( )4．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q 的液滴在竖直面内做半径为R 的匀速圆周运动，已知电场强度为E ，磁感应强度为B ，则油滴的质量和周期分别为( )A.qE g ，2E Bgπ B.B 2qR E ，2E Bg π C ．B qR g ，qgR D.qE g ，22g BEq π 5．如图是回旋加速器示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。

现分别加速氘核（21H ）和氦核（42He ）。

下列说法中正确的是( ) A ．它们的最大速度相同 B ．它们的最大动能相同C ．它们在D 形盒中运动的周期相同D ．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能6．某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场．在磁场中A 、B 两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A 带正电，物块B 不带电且表面绝缘．在t 1=0时刻，水平恒力F 作用在物块B 上，物块A 、B 由静止开始做加速度相同的运动．在A 、B 一起向左运动的过程中，以下说法正确的是 （ ）A ．图乙可以反映A 所受洛仑兹力大小随时间t 变化的关系B ．图乙可以反映A 对B 的摩擦力大小随时间t 变化的关系C ．图乙可以反映A 对B 的压力大小随时间t 变化的关系D ．图乙可以反映B 对地面压力大小随时间t 变化的关系8.如图所示，带有正电荷的A 粒子和B 粒子同时从匀强磁场的边界上的P 点以等大的速度，以与边界成30°和60°的交角射入磁场，又恰好不从另一边界飞出，设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是（ ）A. 磁场中运动的半径比A r :B r =31B. 两粒子磁场中运动的半径A r :B r =323+C. A 、B 两粒子的q m之比为31D. A 、B 两粒子的q m 之比为323+7．如右图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd ，e 是ad 的中点，f 是cd 的中点，如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的带电粒子，恰好从e 点。

磁场知识总结知识点1、三种磁场的比较 （1） 直线电流的磁场 （2） 环形电流磁场（3） 通电螺线管的磁场知识点2、对磁感应强度的理解；对磁场的叠加、方向的判断；对安培力的计算、方向的判断（矢量性）；安培力与力学、电磁学相关知识联系考察 1.磁感应强度：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到磁场力F 跟电流强度I 和导线长度L 的乘积IL 的比值。

用公式表示是B F IL=磁感线上每点的切线方向，都表示该点磁感应强度的方向。

磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。

2.安培力F = BIl sin θ，当θ = 90°时，安培力最大为：F m = BIL 当θ = 0°或180°时，安培力为零：F = 0第一、安培力的方向，总是垂直B 、I 所决定的平面，即一定垂直B 和I ，但B 与I 不一定垂直（左手定则） 第二、弯曲导线的有效长度L ，等于两端点连接直线的长度（如图4所示）相应的电流方向，沿L 由始端流向末端。

1．把电流强度均为I ，长度均为l 的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时，两小段通电直导线所受磁场力的大小分别为F 1和F 2，若已知1、2两点处磁感应强度的大小关系为B 1＜B 2，则必有（ ） A ．B 1=IlF 1 B ．B 2=Il F 2 C ．F 1＜F 2 D ．以上都不对2．如图—1所示，直导线MN上的电 流I 矩形线框各边的安培力合力（ ）A ．大小为零BC ．大小不为零，方向向右 D知识点3、安培力作用下物体的运动方向的判断方法： （1） 经典受力分析法受力分析-------结合牛二定率-------运动开始时，磁场变力分析---------确定运动情况运动时由力决定的，要判断物体的运动需要看力，一般来讲，静止物体，在哪个方向上收到力，物体就沿着这个方向运动 （2） 电流元分析法可以把整段电流分成很多小段直流电流，（如：圆形线圈），先判定出每小段电流元受到安培力的方向，再判断整段线圈所受安培力的方向，从而确定运动方向 （3） 两类问题：平衡问题和加速问题1、 平衡问题：首先要进行受力分析，画出受力平面图，然后依据物体平衡条件进行求解2、 加速问题：受力分析----正交分解------牛二定律列式求解 注意:应把物体转化为现象的平面图形，便于分析1/如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）：（ ）A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升2．在图中，标出了磁场B 的方向、通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是（ ）3．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则（） A 、磁铁对桌面压力增大 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D、桌面对磁铁摩擦力向右知识点4、洛伦兹力（1） 方向：要判断是正电荷还是负电荷，结合左手定则，负电荷运动时，要用反方向判断（2） 大小：f = Bqv sin θ、V 为垂直于电场的相对速度，即当物体不动，而磁场相对物体在运动时，此时物体也有受磁场力（3） 粒子在匀强磁场中的运动、洛伦兹力与电场力、力学知识的结合考察（物体运动情况分析等）1、当v 与B 平行，即θ = 0°或180°时——落仑兹力f = Bqv sin θ = 0，带电粒子以入射速BABFBCD度（v ）作匀速直线运动，其运动方程为：s = vt2、当v 与B 垂直，即θ = 90°时——带电粒子以入射速度（v ）作匀速圆周运动，四个基本公式 ：向心力公式：BqV m V R=2轨道半径公式：R mV Bq PBq==周期、频率和角频率公式：T R V mBq==22ππf T Bq m T f Bq m =====1222πωππ动能公式：()E mV P m BqR mK ===1222222注意：T 、 f 的ω的大小与轨道半径（R ）和运行速率（V ）无关，而只与磁场的磁感应强度（B ）和粒子的荷质比（q/m ）有关。

1．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )A ．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B ．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C ．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D ．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关2．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图1中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()图13．在磁感应强度为B 0，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图2所示，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A ．c 、d 两点的磁感应强度大小相等B ．a 、b 两点的磁感应强度大小相等C ．c 点的磁感应强度的值最小D ．b 点的磁感应强度的值最大4．在匀强磁场中有一用粗细均匀、相同材料制成的导体框abc ，b 为半圆弧的顶点．磁场方向垂直于导体框平面向里，在ac 两端接一直流电源，如图3所示，则( )A ．导体框abc 所受安培力的合力为零B ．导体框abc 所受安培力的合力垂直于ac 向上C ．导体框abc 所受安培力的合力垂直于ac 向下D ．导体框abc 的圆弧段所受安培力为零．5．如图4所示，铜棒ab 长L 1＝0.1 m ，质量为6×10－2kg ，两端与长为L 2＝1 m 的轻铜线相连，静止于竖直平面上．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.5 T ．现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒垂直纸面向外发生摆动．已知最大偏角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了多少？通过电流的大小为多少？方向如何？(不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10m/s 2)图2 图3 图41．图1中的D 为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S 接通后，导线D 所受磁场力的方向是( )A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右2．一段长0.2 m ，通过2.5 A 电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F 的情况，正确的 是( )A ．如果B ＝2 T ，F 一定是1 NB ．如果F ＝0，B 也一定为零C ．如果B ＝4 T ，F 有可能是1 ND ．如果F 有最大值时，通电导线一定与B 平行3．在光滑绝缘的斜面上放置一根质量为m 的长直通电导体棒，电流方向水平向里，如图2所示．欲使导体棒静止，在斜面上施加匀强磁场的方向应为( ) A ．竖直向上 B ．竖直向下C ．垂直斜面向上D ．水平向右4．如图3所示，两个完全相同的通电圆环A 、B 圆心O 重合、圆面相互垂直的放置，通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心O 处独立产生的磁感应强度都为B 0，则O 处的磁感应强度大小为( )A ．0B ．2B 0 C.2B 0 D ．无法确定5．如图4所示，质量为m 的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为 θ，则下列说法正确的是( )A ．回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mg tan θB ．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mg cos θC ．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D ．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸 引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了 6．如图5所示，通电直导线ab 的质量为m 、长为L ，水平放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流为I ，要求导线ab 静止在斜面上．(1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？(2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度的大小、方向如何？图1图2图3 图5图41．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是( )A ．洛伦兹力对带电粒子做功B ．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C ．洛伦兹力的大小与速度无关D ．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向2．如图1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 的带正电粒子，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的时间D ．以上说法都不对3．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图3所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)．从图中情况可以确定( )A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电4．半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图4所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )A.2πr 3v 0B.23πr 3v 0C.πr 3v 0D.3πr 3v 05．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图5所示．离子源S 产生质量为m 、电荷量为q 的正离子．离子产生出来时速度很小，可以看作速度为零．产生的离子经过电势差为U 的电场加速，进入磁感应强度为B 的匀强磁场，沿着半圆周运动，到达记录它的照相底片上的P 点．测得P 点到入口处S 1的距离为s .试证明离子的质量m ＝qB 28Us 2.图2 图3 图4 图51．一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则( )A ．此空间一定不存在磁场B ．此空间一定不存在电场C ．此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度垂直D ．此空间可能同时有电场和磁场2．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图1表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，以下说法正确的是( )A ．B 板带正电B ．A 板带正电C ．其他条件不变，只增大射入速度，U AB 增大D ．其他条件不变，只增大磁感应强度，U AB 增大3．地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN 运动，如图2所示，由此可以判断( )A ．油滴一定做匀速运动B ．油滴可以做变速运动C ．如果油滴带正电，它是从M 点运动到N 点D ．如果油滴带正电，它是从N 点运动到M 点 4．在赤道处，将一个小球向东水平抛出，落地点为a ，如图3所示，给小球带上电荷后，仍在原处以原来的初速度抛出，考虑地球磁场的影响，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A ．无论小球带何种电荷，小球仍会落在a 点B ．无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长C ．若小球带负电荷，小球会落在更远的b 点D ．若小球带正电荷，小球会落在更远的b 点 5．在某空间内存在着水平向右的电场强度为E 的匀强电场和垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，如图4所示．一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC 固定在纸面内，其圆心为O 点，半径R ＝1.8 m ，OA 连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37°.今有一质量m ＝3.6×10－4 kg 、电荷量q ＝＋9.0×10－4 C 的带电小球(可视为质点)，以v 0＝4.0 m/s 的初速度沿水平方向从A 点射入圆弧轨道内，一段时间后从C 点离开，小球离开C点后做匀速直线运动．已知重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力．求：(1)匀强电场的电场强度E 的大小；(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力大小．图1 图2图3图4《磁场》单元测试题一、选择题1．下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有A ．两个静止电荷之间的相互作用B ．两根通电导线之间的相互作用C ．两个运动电荷之间的相互作用D ．磁体与运动电荷之间的相互作用2．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B ．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C ．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线3．关于磁铁磁性的起源，安培提出了分子电流假说，他是在怎样的情况下提出的A ．安培通过精密仪器观察到了分子电流B ．安培根据环形电流的磁场与磁铁相似而提出的C ．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的D ．安培凭空想出来的 4．如图1所示，在空间中取正交坐标系Oxyz （仅画出正半轴），沿x 轴有 一无限长通电直导线，电流沿x 轴正方向，一束电子（重力不计）沿y =0，z =2的直线上（图中虚线所示）作匀速直线运动，方向也向x 轴正方向，下列分析可以使电了完成以上运动的是A ．空间另有且仅有沿Z 轴正向的匀强电场B ．空间另有且仅有沿Z 轴负向的匀强电场C ．空间另有且仅有沿y 轴正向的匀强磁场D ．空间另有且仅有沿y 轴负向的匀强磁场5．如图2所示，在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、 负电子同时从边界上的O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速度v 射入磁场中。

《磁场磁现象》基础训练一、选择题（本大题共10小题，共100.0分）1．（10分）早在北宋时期，我国人民就认识了地磁的存在，并据此做出了四大发明之一的指南针。

宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》卷二十四中写道：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。

”这是我国和世界上关于地磁偏角的最早记载。

若把地磁场假想成是由地球内部一块大条形磁铁产生的，下图的四个示意图中，能合理描述这块大条形磁铁的是（）A．B．C．D．2．（10分）对磁场的有关认识，正确的是（）A．磁感线是从磁场中实际存在的曲线B．磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极C．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反D．磁感线的疏密程度可以反映磁场的强弱程度3．（10分）如图所示的三个钢块两两吸引或排斥的情况，正确的判断是（）A．都是磁体B．只有两个磁性C．可能都是磁体，也可能只有两个磁性D．都不是磁体。

4．（10分）如图所示甲、乙两小磁针放在一根条形磁铁上下附近正中间位置处，丙、丁两小磁针放在该条形磁铁左右附近位置处，甲、乙、丙、丁四个小磁针静止时，甲、乙两小磁针的N、S极如图所示。

关于丙、丁两小磁针和条形磁铁a、b两端的极性，下列判断正确的是（）A．该条形磁铁a端是S极，b端是N极B．丙小磁针左端是S极，丁小磁针左端是N极C．丙小磁针左端是N极，丁小磁针左端是N极D．丙小磁针左端是S极，丁小磁针左端也是S极5．（10分）下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（）A．磁感线是磁体周围真实存在的曲线B．磁体间的相互作用是通过磁场发生的C．磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向跟该点的磁场方向相反D．在磁体外部，磁感线从磁体的南极出来回到磁体的北极6．（10分）下列关于条形磁铁的描述中，正确的是（）A．条形磁铁不能吸引钴和镍B．条形磁铁中间的磁性最强C．条形磁铁周围的磁性强弱分布均匀D．条形磁铁两端的磁感线最密7．（10分）如图所示，一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这四根磁针静止时N极指向画错的是（磁针的黑端表示N极）（）A．甲B．乙C．丙D．丁8．（10分）关于磁场的描述，下列说法正确的是（）A．磁感线是磁场中真实存在的曲线B．磁场对放入其中的物体有力的作用C．小磁针的N 极在任何情况下都指向地理的南极D．规定小磁针静止时N 极所指的方向为该点磁场的方向9．（10分）司南（早期的指南针）是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓（sháo），投之于地，其柢指南。