專題復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)

1、【專題】磁場(chǎng)的基本性質(zhì)【前置作業(yè)】1圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示一帶正電的粒子從正方形中心0點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是（）A. 向上 B .向下 C.向左 D .向右解析 據(jù)題意，由安培定則可知，b、d兩通電直導(dǎo)線在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消， a、c兩通電直導(dǎo)線在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均向左，所以四條通電直導(dǎo)線在 0 點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向向左.由左手定則可判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向 向下.本題正確選項(xiàng)為B.答案 B2. 如圖3-6- 17所示的虛線框?yàn)橐婚L(zhǎng)方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向

2、里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束電子以不同的速率從 0點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向、沿圖中方向射 入磁場(chǎng)后，分別從a、b、c、d四點(diǎn)射出磁場(chǎng)，比較它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 ta、tb、tc、td，其大小關(guān)系是（）A . ta<tb<tc<tdB . ta= tb = tc= tdC . ta= tb>td>tcD . ta= tb>tc>td解析 由洛倫茲力與速度的方向關(guān)系可知， 從a、b兩點(diǎn)射出的電子都完成了 半個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)，即ta= tb= T；從c點(diǎn)和d點(diǎn)射出的電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓 心角都小于180°，且（dv化，故td<tc<2， D選項(xiàng)正確.答案

3、D3. 如圖所示，虛線間空間存在由勻強(qiáng)電場(chǎng) E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，有一個(gè)帶正電小球（電量為 +q，質(zhì)量為m）從正交或平行的電磁混合場(chǎng)上方的某一高度 自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過(guò)下列的哪個(gè)電磁混合場(chǎng)（cD）【課堂鞏固】1 空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R,磁場(chǎng)方向垂直橫截面.一質(zhì)量為 m、電荷量為q（q>0）的粒子以速率vo沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向60°.不計(jì)重力，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為)3mvoA. 3qRmvo3mvoB._qRC. qR3mvoD.-qR解析 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

4、,由幾何關(guān)系知r = 3R.根據(jù)洛倫茲力提供向心力得:qvoB= m解得 B= 30答案 A2. 如圖3-6-21,兩個(gè)初速度大小相同的同種離子 a和b,從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng) 方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上，不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的有（）.A. a、b均帶正電B. a在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短C. a在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短D. a在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近解析 此題考查的是“定心判徑畫(huà)軌跡”，a、b粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑都為R= qB，畫(huà)出軌跡如圖所示，圓Oi、O2分別為b、a軌跡，a在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的 圓心角大，由t = 2T=fB和軌跡圖可知A、D選項(xiàng)正確.答案 AD13. 如圖所示，

5、AOB為一邊界為4圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O點(diǎn)為圓心，D點(diǎn)為邊界OB 的中點(diǎn)，C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且CD / AO.現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相 同的速度射入磁場(chǎng)（不計(jì)粒子重力），其中粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從B 點(diǎn)射出，粒子2從C點(diǎn)沿CD射入，從某點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，則可判斷（）A .粒子2在BC之間某點(diǎn)射出磁場(chǎng)B. 粒子2必在B點(diǎn)射出磁場(chǎng)C粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為 3 : 2D粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同1解析 粒子從A點(diǎn)射入，恰好從B點(diǎn)射出，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑等于寸圓 的半徑，從圓弧AB水平入射的粒子都將聚集到 B點(diǎn)，貝誕項(xiàng)B正確；分析A得粒子1和2的運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角分別

6、為 90°和60°由t =還得 兩粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為3 : 2,則選項(xiàng)C正確.答案 BC4如圖所示，O點(diǎn)有一粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為 m、電荷量為q的帶 正電粒子，它們的速度大小相等，方向均在 xOy平面內(nèi)在直線x= a與x= 2a之間存在垂直于xOy平面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，與y軸正方 向成60°角發(fā)射的粒子恰好垂直于磁場(chǎng)右邊界射出. 不計(jì)粒子的重力和粒子間 的相互作用力關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()-a 粒子的速度大小為豊尹b.粒子的速度大小為amqC. 與y軸正方向成120°角射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)D. 與y軸

7、正方向成90°角射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)解析 帶正電粒子與y軸正方向成60°角發(fā)射進(jìn)入磁場(chǎng)后的軌跡如圖甲所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得a= Rsin 30 ，其中R=琴，聯(lián)立解得v = 2aqB，故選項(xiàng)aqBmA正確，B錯(cuò)誤；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t= T，可見(jiàn)圓弧所對(duì)的2 n圓心角A越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，由圖甲中的幾何關(guān)系可得粒 子的軌道半徑R= 2a,因此當(dāng)帶電粒子與y軸正方向成120。角射出時(shí)粒子在 磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)圓心角最大為 120°，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與磁場(chǎng)的右1邊界相切，如圖乙所示，最長(zhǎng)時(shí)間tm= 3T,故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤

8、.答案 AC5.如圖，半徑為 R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，磁場(chǎng)區(qū)域，射入點(diǎn)與ab的距離為R/2,已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為60 °，則粒子的速率為（不計(jì)重力）A. qBR錯(cuò)誤！未找到引用源。2mD. 2qBR錯(cuò)誤！未找到引用源。mqBRm3qBR錯(cuò)誤！未找到引用源。2m牛頓第二定律、洛倫茲力等基礎(chǔ)知識(shí)【命題意圖】 本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、 點(diǎn)，意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)定量分析物理問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。答案：B解析：畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡， 由圖中幾何關(guān)系可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑等于 R,由qvB=mV/R可得：v= q

9、BR，選項(xiàng)B正確。m【突破訓(xùn)練】1、 如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個(gè)豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。有一個(gè)質(zhì)量m=0.10g,帶電量為q=+1.6 >10-3C的小球在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)。若小球恰好能通過(guò)最 高點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（ABD ）A、小球在最高點(diǎn)只受到洛侖茲力和重力的作用B、 由于無(wú)摩擦力，且洛侖茲力不做功，所以小球到達(dá)最高點(diǎn)小球在水平軌道上的機(jī)械能相等。2C、 如果設(shè)小球到最高點(diǎn)的線速度是v,小球在最高點(diǎn)時(shí)式子 mg+qvB=mv/R成立D、如果重力加速度取 10m/s2,則小球初速度

10、v°=4.6m/s2. 如圖所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，有兩個(gè)質(zhì)量和電量均相同的正、負(fù)離子（不計(jì)重力），從0點(diǎn)以相同的速度先后射人磁場(chǎng)中，入射方向與邊界成0角，則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中（B D ）A .運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B .運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同C.重新回到邊界時(shí)速度的大小相同，方向不同D .重新回到邊界時(shí)的位置與 0點(diǎn)的距離3. 一圓筒的橫截面如圖3 6 26所示，其圓心為0.筒內(nèi)有垂直于紙面向里的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中 M板帶正電荷，N板帶等量負(fù)電荷質(zhì)量為 m、電荷量為q的帶正電粒子自 M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速

11、度v沿半徑SO方向射入 磁場(chǎng)中.粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從 S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過(guò)程 中沒(méi)有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的情況下，求：圖 3 6 26(1) M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2) 圓筒的半徑R;2保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，僅將M板向上平移§d，粒子仍從M板邊 緣的P處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)n.解析(1)設(shè)兩板間的電壓為U，由動(dòng)能定理得qU = qmv 由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得U = Ed mv聯(lián)立上式可得E=qd(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用幾何關(guān)系做出圓心為 0'，圓半徑 為ro設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為A，由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從 S孔射出，因n此，SA弧所對(duì)的圓心角/ AO' S等于才由幾何關(guān)系得r = R tan 粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律，得qvB= my 聯(lián)立式得3qB、 2(3) 保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，M板向上平移3d后，設(shè)板間電壓為U ',則U =牛設(shè)粒子進(jìn)入S孔時(shí)的速度為v'，由式看出