物理磁場典型例題解析

1、磁場專題 典型例題解析考查安培分子電流假說、磁性材料 【例1】 關(guān)于分子電流，下面說法中正確的是 A分子電流假說最初是由法國學(xué)者法拉第提出的B分子電流假說揭示了磁鐵的磁場與電流的磁場具有共同的本質(zhì)，即磁場都是由電荷的運動形成的C“分子電流”是專指分子內(nèi)部存在的環(huán)形電流D分子電流假說無法解釋加熱“去磁”現(xiàn)象點撥：了解物理學(xué)發(fā)展歷史，不僅能做好這類題，也能幫助我們歷史地去看待科學(xué)的發(fā)展進程解答：正確的是B?！纠?】 回旋加速器的磁場B1.5T，它的最大回旋半徑r0.50m。當(dāng)分別加速質(zhì)子和粒子時，求：(1)加在兩個D形盒間交變電壓頻率之比。 (2)粒子所獲得的最大動能之比。解析：粒子源位

2、于兩D形盒的縫隙中央處，從粒子源放射出的帶電粒子經(jīng)兩D形盒間的電場加速后，垂直磁場方向進入某一D形盒內(nèi)，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動。若帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，進入D形盒時速度為v，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，則帶電粒子在D形盒中運動的軌道半徑為r=mv/qB,帶電粒子在一個D形盒內(nèi)運動的時間為T/2=m/qB,由上式可以看出，粒子在一個D形盒內(nèi)運動的時間跟帶電粒子的荷質(zhì)比和磁感應(yīng)強度的大小有關(guān)，跟帶電粒子的速度和軌道半徑的大小無關(guān)。使高頻電源的周期T=2m/qB，則當(dāng)粒子從一個D形盒飛出時，縫隙間的電場方向恰好改變，帶電粒子在經(jīng)過縫隙時再一次被加速，以更大的速度進入另一D形盒，以更

3、大的速率在另一D形盒內(nèi)做勻速圓周運動。利用縫隙間的電場使帶電粒子加速，利用D形盒中的磁場控制帶電粒子轉(zhuǎn)彎，每經(jīng)過縫隙一次，帶電粒子的速度增大一次，粒子的速度和動能逐次增大，在兩D形盒內(nèi)運動的軌道半徑也逐次增大。設(shè)粒子被引出D形盒前最后半周的軌道半徑為R，則帶電粒子從加速器飛出時的速度和動能分別為：Vmax=qBR/mEmax=mV2/2=(q2)*(B2)*(R2)/2m(1)T2m/Bq，故fP/f2。(2)由rmv/Bq可得vBqr/m，所以被加速粒子的動能Ekmv2/2B2q2r2/2m。同一加速器最大半徑r和所加磁場相同，故EP/E1。點撥：比例法是解物理問題的有效方法之一。使用的程序

4、一般是：根據(jù)研究對象的運動過程確定相應(yīng)的物理規(guī)律，根據(jù)題意確定運動過程中的恒量，分析剩余物理量間的函數(shù)關(guān)系，建立比例式求解?？疾榘才嗔Α⒋鸥袘?yīng)強度【例1】下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法中正確的是 A通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B磁感線的指向就是磁感應(yīng)強度減小的方向C放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)點撥：磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向由磁場本身決定，磁感應(yīng)強度的大小可由磁感線的疏密來反映。安培力的大小不僅與B、I、L有關(guān)，還與導(dǎo)體的放法有關(guān)。解答：正確的應(yīng)選D?！纠?】如圖所示，其中A、B圖已知電

5、流和其所受磁場力的方向，試在圖中標(biāo)出磁場方向。C、D、E圖已知磁場和它對電流作用力的方向，試在圖中標(biāo)出電流方向或電源的正負極。 解答：A圖磁場方向垂直紙面向外；B圖磁場方向在紙面內(nèi)垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里；E圖a端為電源負極。點撥：根據(jù)左手定則，電流在磁場中受力的方向既要與磁感線垂直，還要與導(dǎo)線中的電流方向垂直，且垂直于磁感線與電流所決定的平面?？疾榇艌觥⒋鸥芯€【例1】在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小磁針N極向東偏轉(zhuǎn)，由此可知 A一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的N極靠近小磁針B一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針C可能是小磁針正上方有電子流

6、自南向北通過D可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過點撥：掌握小磁針的N極受力方向與磁場方向相同，S極受力方向與磁場方向相反是解決此類問題的關(guān)鍵。解答：正確的應(yīng)選C。考查磁場對運動電荷的作用力 【例1】如圖所示是表示磁場磁感強度B，負電荷運動方向v和磁場對電荷作用力f的相互關(guān)系圖，這四個圖中畫得正確的是(B、v、f兩兩垂直) 解答：正確的應(yīng)選A、B、C。點撥：由左手定則可知四指指示正電荷運動的方向，當(dāng)負電荷在運動時，四指指示的方向應(yīng)與速度方向相反。【例2】帶電量為q的粒子，在勻強磁場中運動，下面說法中正確的是 A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B如果把q改為q，且速度反向且大

7、小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C只要帶電粒子在磁場中運動，它一定受到洛倫茲力作用D帶電粒子受到洛倫茲力越小，則該磁場的磁感強度越小點撥：理解洛倫茲力的大小、方向與哪些因素有關(guān)是關(guān)鍵。解答： B【例3】如果運動電荷除磁場力外不受其他任何力的作用，則帶電粒子在磁場中作下列運動可能成立的是 A作勻速直線運動B、作勻變速直線運動C作變加速曲線運動D作勻變速曲線運動點撥：當(dāng)vB時，f0，故運動電荷不受洛倫茲力作用而作勻速直線運動。當(dāng)v與B不平行時，f0且f與v恒垂直，即f只改變v的方向。故運動電荷作變加速曲線運動。參考答案：AC 考查帶電粒子在磁場中的運動、質(zhì)譜儀后垂直進入同一勻強磁場作圓周運動，

8、則這兩粒子的動能之比Ek1Ek2_，軌道半徑之比r1r2_，周期之比T1T2_。點撥：理解粒子的動能與電場力做功之間的關(guān)系，掌握粒子在勻強磁場中作圓周運動的軌道半徑和周期公式是解決此題的關(guān)鍵?！纠?】如圖所示，一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感強度為B，寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是_，穿透磁場的時間是_。解析：電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧一部分，又因為fv，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力指向的交點上，如圖1660中的O點。由幾何知識可知：AB間的圓心角30°，OB為半徑。rd/sin30°2d，又由rmv/Be得m2dBe/v。 由于AB圓心角是30°，故穿透時間tT/12d/3v。點撥：帶電粒子的勻速圓周運動的求解關(guān)鍵是畫出勻速圓周運動的軌跡，利用幾何知識找出圓心及相應(yīng)的半徑，從而找到圓弧所對應(yīng)的圓心角?！纠?】如圖所示，電子槍發(fā)出的電子，初速度為零，當(dāng)被一定的電勢差U加速后，從N點沿MN方向出射，在MN的正下方距N點為d處有一個靶P，若加上垂直于紙面的勻強磁場，則電子恰能擊中靶P。已知U、d，電子電量e，質(zhì)量m以及MNP，則所加磁場的