磁場(chǎng)復(fù)習(xí)教學(xué)案

1、建湖外國(guó)語(yǔ)高二期末復(fù)習(xí)校本練習(xí) 2010-6-17磁場(chǎng)復(fù)習(xí)教學(xué)案知識(shí)方法·難點(diǎn)1磁場(chǎng)及特性 和電場(chǎng)一樣，磁場(chǎng)是一種以特殊形態(tài)場(chǎng)的形態(tài)存在著的物質(zhì)；和電場(chǎng)不一樣，電場(chǎng)是存在于電荷或帶電體周圍的物質(zhì)，而磁場(chǎng)的場(chǎng)源則可以是如下三種特殊物體之一：磁體，電流，運(yùn)動(dòng)電荷，此三種磁場(chǎng)的場(chǎng)源都可以歸結(jié)為同一種類型運(yùn)動(dòng)電荷。 作為一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，磁場(chǎng)應(yīng)具備各種特性，物理學(xué)最為關(guān)心的是所謂的力的特性，即：磁場(chǎng)能對(duì)處在磁場(chǎng)中的磁極、電流及運(yùn)動(dòng)電荷施加力的作用。 為了量化磁場(chǎng)的力特性，我們引入磁感強(qiáng)度的概念，其定義方式為：取檢驗(yàn)電流，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電流強(qiáng)度為I，并將其垂直于磁場(chǎng)放置，若所受到的磁場(chǎng)力大小為F，

2、則電流所在處的磁感強(qiáng)度為 B=F/(IL).而對(duì)B的形象描繪是用磁感線：疏密反映B的大小，切線方向描繪了B的方向。2磁場(chǎng)的作用規(guī)律（1）磁場(chǎng)對(duì)磁極的作用。N(S)極處在磁場(chǎng)中，所受到的磁場(chǎng)力方向與磁極所在處的磁場(chǎng)方向相同（反）；同一磁極所在處磁感強(qiáng)度越大，所受磁場(chǎng)力越大；不同磁極處在磁場(chǎng)中同一處時(shí)，所受磁場(chǎng)力一般不同。（2）磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。電流強(qiáng)度為I、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電流處在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，所受到的作用稱為安培力，其大小FB的取值范圍為 0FBBIL當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力取值最小，為零；當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力取值最大，為BIL。如果電流與磁場(chǎng)方向夾角為，可采用正交分解

3、的方式來處理安培力大小的計(jì)算問題，而安培力的方向則是用所謂的“左手定則”來判斷的。（3）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。帶電量為q、以速度在磁感強(qiáng)度為B的均強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所受到的作用為稱為洛侖茲力，其大小fB的取值范圍為 0fBqB.當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛侖茲力取值最小，為零；當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛侖茲力取值最大，為qB.如果速度方向與磁場(chǎng)方向夾角為，可采用正交分解的方式來處理洛侖茲力大小的計(jì)算問題。而洛侖茲力的方向則是用所謂的“左手定則”來判斷的。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛侖茲力作用具備著如下特征，即洛侖茲力必與運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向垂直，這一特征保證了“洛侖茲力總不做功”，把握住這一特征

4、，對(duì)帶電粒子在更為復(fù)雜的磁場(chǎng)中做復(fù)雜運(yùn)動(dòng)時(shí)的有關(guān)問題的分析是極有幫助的。3帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（1）電荷的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的三種運(yùn)動(dòng)形式。如運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中除洛侖茲力外其他力均忽略不計(jì)（或均被平衡），則其運(yùn)動(dòng)有如下三種形式：當(dāng)B時(shí)，所受洛侖茲力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)B時(shí)，所受洛侖力充分向心力，做半徑和周期分別為 R=，T= 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)與B夾一般角度時(shí)，由于可以將正交分解為和（分別平行于和垂直于）B，因此電荷一方向以的速度在平行于B的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一方向以的速度在垂直于B的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，電荷的合運(yùn)動(dòng)在中學(xué)階段一般不要求定量掌握。（2）電荷垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電

5、場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)的比較。由于和電場(chǎng)相比，磁場(chǎng)的基本特征以及對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用特征存在著較大的差異，因此電荷垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)所做的所謂“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)，有著如下諸方面的差異：“電偏轉(zhuǎn)”中偏轉(zhuǎn)力fe=qE與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，“磁偏轉(zhuǎn)”中偏轉(zhuǎn)力fB=qB隨運(yùn)動(dòng)速度變化。“電偏轉(zhuǎn)”時(shí)做的是類平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為x=0t，y=；“磁偏轉(zhuǎn)”時(shí)做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律是從時(shí)、空兩個(gè)角度反映了運(yùn)動(dòng)的特征：T=，B=?！半娖D(zhuǎn)”中偏轉(zhuǎn)角度受到e的限制；“磁偏轉(zhuǎn)”中偏轉(zhuǎn)角度B=，則可取任意值?！半娖D(zhuǎn)”中偏轉(zhuǎn)的快慢程度越來越慢（單位長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)偏轉(zhuǎn)角越來越?。按牌D(zhuǎn)”中偏轉(zhuǎn)的快慢程度則保持恒定（任

6、意相等的時(shí)間內(nèi)偏轉(zhuǎn)的角度均相等）?！半娖D(zhuǎn)”中由于偏轉(zhuǎn)力fe做功，因而兼有加速功能，動(dòng)能將增加；“磁偏轉(zhuǎn)”中由于偏轉(zhuǎn)力fB總不做功，動(dòng)能保護(hù)定值?！半娖D(zhuǎn)”最常見的是應(yīng)用于示波管中，“磁偏轉(zhuǎn)”則常被應(yīng)用于回旋加速器中?？键c(diǎn)1 磁場(chǎng)、安培力1、如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力 （ ）A. 方向沿紙面向上，大小為B. 方向沿紙面向上，大小為C. 方向沿紙面向下，大小為D. 方向沿紙面向下，大小為2、帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方

7、向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是 （ ） A洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功B洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)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3、如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是 （ ）A感應(yīng)電流方向不變BCD段直線始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EBavD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值4、在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向

8、如圖。過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向（ ）A.與ab邊平行，豎直向上B.與ab邊平行，豎直向下C.與ab邊垂直，指向左邊D.與ab邊垂直，指向右邊考點(diǎn)2 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、洛倫茲力5、有關(guān)洛侖茲力和安培力的描述，正確的是 ( )A通電直導(dǎo)線處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用B安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)C帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛侖茲力做正功D通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向平行6、電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 ( )A速率越大，周期越大 B速率越小，周期越大C速度方向與磁場(chǎng)方向平行 D度方向與磁場(chǎng)方向垂直7、帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣

9、體電離，從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡圖是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)云室中觀察到的粒子的軌跡，a和b是軌跡上的兩點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電量不變，而動(dòng)能逐漸減少，下列說法正確的是( )A粒子先經(jīng)過a點(diǎn)，再經(jīng)過b點(diǎn)B粒子先經(jīng)過b點(diǎn)，再經(jīng)過a點(diǎn)C粒子帶負(fù)電D粒子帶正電8、如圖所示，在x軸的上方（y0的空間內(nèi)）存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成45°角，若粒子的質(zhì)量為m，電量為q，求：（1）該粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?？键c(diǎn)3 帶電粒子

10、在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)9、磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能如圖是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大世正、負(fù)帶電粒子)垂直于 B的方向噴入磁場(chǎng)，每個(gè)離子的速度為v，電荷量大小為q，A、B兩扳間距為d，穩(wěn)定時(shí)下列說法中正確的是（ ） A圖中A板是電源的正極 B圖中B板是電源的正極 C電源的電動(dòng)勢(shì)為Bvd D電源的電動(dòng)勢(shì)為Bvq 10、如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的

11、小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng),小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,求(1) 電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；(2) 小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小;(3) A點(diǎn)到x軸的高度h.11、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m =2.0×10-11kg，電荷量q = +1.0×10-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U2=100V。金屬板長(zhǎng)L=20cm，兩板間距d =cm。求

12、：（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0大??；（2）微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角；（3）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D=10cm，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？ 磁場(chǎng)復(fù)習(xí)1、A解析：本題考查安培力的大小與方向的判斷.該導(dǎo)線可以用a和d之間的直導(dǎo)線長(zhǎng)為來等效代替,根據(jù),可知大小為,方向根據(jù)左手定則.A正確。2、B解析：根據(jù)洛倫茲力的特點(diǎn), 洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,A錯(cuò).B對(duì).根據(jù),可知大小與速度有關(guān). 洛倫茲力的效果就是改變物體的運(yùn)動(dòng)方向,不改變速度的大小。3、ACD解析：在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向不變

13、， A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大E=Bav，C正確。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值，D正確?？键c(diǎn)：楞次定律、安培力、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、左手定則、右手定則提示：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式只能來計(jì)算平均值，利用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式計(jì)算時(shí)，l應(yīng)是等效長(zhǎng)度，即垂直切割磁感線的長(zhǎng)度。4、C【解析】本題考查了左手定則的應(yīng)用。導(dǎo)線a在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向由安培定則可判斷，即垂直ac向左，同理導(dǎo)線b在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直bc向下，則由平行四邊形定則，過c點(diǎn)的合場(chǎng)方向平行于ab，根據(jù)左手定則可判斷導(dǎo)線c受到的安培力垂直ab邊，指向左邊。5、B【解析】通

14、電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，不受安培力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，安培力方向與磁場(chǎng)垂直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。洛侖茲力對(duì)帶電粒子不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)，選項(xiàng)B正確。6、D【解析】由可知，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，選項(xiàng)D正確。7、AC【解析】由可知，粒子的動(dòng)能越小，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越小，結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子選經(jīng)過a點(diǎn)，再經(jīng)過b點(diǎn)，選項(xiàng)A正確。根據(jù)左手定則可以判斷粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)C正確。8、解析：（1）qvB=mv2/R R =mv/qB（2）T = 2m/qB 粒子軌跡如圖示： t =T = 9【解析】根據(jù)左手定則判斷出，正離子偏向B板，所以B板是電源

15、的正極，因最后離子勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得，故電源的電動(dòng)勢(shì)為Bvd【答案】BC10、解析：本題考查平拋運(yùn)動(dòng)和帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。（1）小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明電場(chǎng)力和重力平衡（恒力不能充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力），有 重力的方向豎直向下，電場(chǎng)力方向只能向上，由于小球帶正電，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上。（2）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O為圓心，MN為弦長(zhǎng)，如圖所示。設(shè)半徑為r，由幾何關(guān)系知 小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力白日提供，設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v，有 由速度的合成與分解知 由式得 （3）設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy，它與水平分速度的關(guān)系為 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 由式得 11【解析】（1）微粒在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得： 解得v0 =