人教版高中物理選修3-1第三章磁場(chǎng)達(dá)標(biāo)練習(xí)題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高中物理學(xué)習(xí)材料（鼎尚*整理制作）第三章 磁場(chǎng)【知識(shí)要點(diǎn)提示】 1.磁極、電流周圍存在磁場(chǎng)，1820年，丹麥物理學(xué)家 首先通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體周圍存在 ；磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間，通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，都是通過 發(fā)生的。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量 磁場(chǎng)方向規(guī)定為：小磁針 時(shí) 所指的方向（或小磁針N極受到的磁場(chǎng)力的方向）為該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱為磁場(chǎng)的方向 把一小段通電導(dǎo)線 放在磁場(chǎng)中某處時(shí)，該導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F與其長(zhǎng)度與電流強(qiáng)度IL的乘積（電流元）的比值定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，即B= ，B的單位特斯拉，簡(jiǎn)稱 ，符號(hào) 。 磁感應(yīng)強(qiáng)

2、度的大小及方向是由磁場(chǎng)本身決定的。所以B與安培力F ，與IL的成積 ，注意：磁場(chǎng)方向與通電導(dǎo)體受到的安培力方向垂直。3磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向：磁感線上任一點(diǎn)的 就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，磁感線越密處磁場(chǎng)越 。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線是等 的 直線。4電流方向與其產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向間的關(guān)系可由安培定則（又叫右手螺旋定則）判斷 直線電流的磁場(chǎng)方向判斷方法為：讓伸直的拇指所指的方向與 方向一致，彎曲的四指所指的方向就是 環(huán)繞的方向。 環(huán)形電流（或通電螺線管）的磁場(chǎng)方向判斷方法為：讓右手彎曲的四指所指的方向與環(huán)形電流（或通電螺線管中電流）的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形電流軸線上（或通電螺線管內(nèi)

3、部） 的方向。通電螺線管的磁場(chǎng)等效于一條形磁鐵的磁場(chǎng)，拇指所指的是等效條形磁鐵的 極 方法提示:不管是直線電流的磁場(chǎng)還是通電螺旋管的磁場(chǎng)，判斷都用右手螺旋定則，電流的方向與該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向跟右螺旋中拇指與四指的關(guān)系相對(duì)應(yīng)，簡(jiǎn)記為“直對(duì)直，彎對(duì)彎” 5在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一面積為S的平面與磁場(chǎng) ，我們把B與S的乘積叫穿過這個(gè)面的磁通量（又叫磁通），用表示，= ，的單位韋伯，簡(jiǎn)稱 ，符號(hào) 。6我們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力稱為 實(shí)驗(yàn)證明：電流方向與磁場(chǎng)方向 時(shí)受安培力最大，電流方向與磁場(chǎng)方向 時(shí)不受安培力作用。 安培力的方向可由左手定則判斷：伸開左手，使拇指與其余四指 ，并都與

4、手掌 ，讓 從掌心進(jìn)入，并使四指指向 的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向 垂直于磁場(chǎng)放置，長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段導(dǎo)線，通過電流為I時(shí)，它所受的安培力大小F= 。無論通電導(dǎo)線是否垂直于磁場(chǎng)放置，安培力的方向一定同時(shí)垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向（即垂直B、I決定的平面）.7我們把運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力稱為 實(shí)驗(yàn)證明：運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向 時(shí)受洛侖茲力最大，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向 時(shí)不受洛侖茲力作用 洛侖茲力的方向亦由左手定則判斷：伸開左手，使拇指與其余四指相互垂直，并都與手掌共面，讓 從掌心進(jìn)入，并使四指指向 的方向（即正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向），這時(shí)拇指所指

5、的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的方向 電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，則粒子所受洛侖茲力F= 。無論速度是否與磁場(chǎng)方向垂直，洛侖茲力方向一定同時(shí) 于速度方向和磁場(chǎng)方向（即垂直V、B決定的平面）,所以洛侖茲力對(duì)帶電粒子一定不做功.8電流與電流之間也有磁場(chǎng)力的作用：同向電流之間相 ，逆向電流之間相 ， 當(dāng)兩個(gè)電流不平行時(shí)，它們間的磁場(chǎng)力將使它們的電流方向趨向相同9垂直入射到勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒子（不計(jì)粒子重力），只在洛侖茲力作用下將在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做 運(yùn)動(dòng)，半徑R= ，周期T= ，周期與入射速度無關(guān)；回旋加速器中高頻交變電壓的周期 粒子在磁場(chǎng)B中的回旋周期，若D型盒半

6、徑為R，則粒子（q,m）的出射動(dòng)能Ek = ，粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)總時(shí)間t= (電壓U) 【達(dá)標(biāo)練習(xí)題例】1條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流.導(dǎo)線中通電后與通電前相比較，磁鐵對(duì)桌面的壓力 （填增大、減小或不變），桌面對(duì)磁鐵的摩擦 （填增大、減小或不變）2兩條直導(dǎo)線互相垂直，但相隔一個(gè)小距離，其中一條A B是固定的，另一條C D能自由轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)電流按圖所示的方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將 （填順時(shí)針或逆時(shí)針）轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí) （填靠近或離開）導(dǎo)線AB.3.一根導(dǎo)線長(zhǎng)0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力是6×10

7、2N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為 T，如果長(zhǎng)度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 T。拿走導(dǎo)線，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 T4如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向平行飛過小磁針上方時(shí)，磁針的S極向紙外偏轉(zhuǎn)，這一帶電粒子束可能是：向 飛行的 粒子或向 飛行的 粒子5如圖所示，彈簧秤下掛一條形磁鐵，其中條形磁鐵N極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi)，若將a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧秤示數(shù) （增大或減?。?面積S=0.5m2的閉合金屬圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)與環(huán)面垂直時(shí)，穿過環(huán)面的磁通量是 ；當(dāng)磁場(chǎng)與環(huán)面平行時(shí)，穿過環(huán)面的磁通量是 ；當(dāng)金屬圓環(huán)轉(zhuǎn)過180°與環(huán)

8、面又垂直時(shí)，穿過環(huán)面的磁通量大小是 ，相對(duì)于初位置，磁通量變化量的大小為 。7. 如圖所示，用細(xì)彈簧構(gòu)成一閉合電路，中央放有一條形磁鐵，當(dāng)彈簧收縮時(shí)，穿過電路的磁通量（增大或減?。?一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則該帶電微粒必然帶_，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開.若已知圓半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線速度為_ _(重力加速度為g).9如圖表示放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里通電直導(dǎo)線的幾種情況標(biāo)出圖中各種情況下導(dǎo)線所受安培力的方向10如圖所示，在傾角為的光滑金屬斜軌上，有一通有電流I、長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與斜軌垂直.求： 欲使棒靜止在斜軌上，所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)

9、強(qiáng)度B的最小值為多少？方向如何？ 欲使棒靜止在斜軌上，且對(duì)斜軌無壓力，所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大小為多少？方向如何？11.如圖所示，為實(shí)驗(yàn)用磁流體發(fā)電機(jī)示意圖 ，其中兩極板間距離，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度。若接入額定功率的燈泡，恰好正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)阻。 求： 等離子體的流速V 若等離子體均為一價(jià)離子，則每秒有多少個(gè)離子打在極板上12如圖所示，一束電子（電量為e）以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來入射方向的夾角是300求：電子的質(zhì)量穿透磁場(chǎng)的時(shí)間13一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的垂直于場(chǎng)線的初速度v0分別穿越勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)， 場(chǎng)區(qū)的

10、寬度均為L(zhǎng)，偏轉(zhuǎn)角度均為.求：電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值14.如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e）.求：它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)出射點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？15.如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)有一帶電離子（不計(jì)重力）從A以速度v沿圓形區(qū)域的直徑射入磁場(chǎng)，已知離子從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)的方向與入射方向間的夾角為60º. 求：該離子帶何種電荷；該離子的電荷量與質(zhì)量之比q/m16如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，質(zhì)量為m，帶電量為

11、q的粒子以速度v與磁場(chǎng)垂直，與電場(chǎng)成45°角射入恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)（重力加速度為g）求：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小 17如圖所示，質(zhì)量為0.1g的小物塊，帶有5×104C的電荷量，放在傾角為=30°的絕緣光滑斜面上，整個(gè)斜面置于0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。物塊由靜止開動(dòng)下滑，滑到某一位置時(shí)，物塊開始離開斜面（設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，g取10m/s2），求：物塊帶何種電荷物塊離開斜面時(shí)的速度為物塊在斜面上滑行的最大距離18質(zhì)量為m帶電量為的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向如圖所示，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。小球由靜止釋放

12、后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長(zhǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)范圍也足夠大. 求：小球在運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度和最大速度19用一根長(zhǎng)L=0.8m的輕繩，吊一質(zhì)量為m=1.0g的帶電小球，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，把小球拉到懸點(diǎn)的右端，輕繩剛好水平拉直，將小球由靜止釋放，小球便在垂直于磁場(chǎng)的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，當(dāng)小球第一次擺到低點(diǎn)時(shí)，懸線的拉力恰好為零(g=10m/s2).試問：(1)小球帶何種電荷？電量為多少？(2)當(dāng)小球第二次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，懸線對(duì)小球的拉力多大？20如圖所示，在X軸上方有指向-Y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E；在X軸下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在X軸上有一點(diǎn)M，離O點(diǎn)

13、距離為L(zhǎng)現(xiàn)有一帶電量為十q的粒子，使其從靜止開始釋放后能經(jīng)過M點(diǎn)如果把此粒子放在y軸上，其坐標(biāo)應(yīng)滿足什么關(guān)系？（重力忽略不計(jì)）21如圖，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60T，磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行，在距ab的距離處，有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的電荷與質(zhì)量之比，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的粒子，求：ab上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。22.M、N、P為很長(zhǎng)的平行邊界面，M、N與M、P間距分別為L(zhǎng)1、L2，其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1和B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，和磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，B1B2，有一帶正電粒子的

14、電量為q，質(zhì)量為m，以大小為v的速度垂直邊界N及磁場(chǎng)方向射入MN間的磁場(chǎng)區(qū)域，討論粒子初速度v應(yīng)滿足什么條件才可穿過兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域（不計(jì)粒子的重力）。23（08天津）在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成60°角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求（1）M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN ；（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r； （3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間

15、t。24（08寧夏理綜）如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的方向平行于y軸向下.在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面向外.有一質(zhì)量為m，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場(chǎng)左側(cè)平行于x軸射入電場(chǎng)。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)時(shí)，速度方向與x軸的夾角為，A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d。接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并垂直于OC飛離磁場(chǎng)。不計(jì)重力影響。若OC與x軸的夾角也為，求 （1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大小： （2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。25如圖所示，在空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，大小為B，光滑絕緣空心細(xì)管的長(zhǎng)度為h，管內(nèi)M端有一質(zhì)量為m、帶正電q的小球

16、，開始時(shí)小球相對(duì)管靜止。管帶著小球沿垂直于管長(zhǎng)度方向的恒定速度向圖中右方運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球重力及其它阻力均忽略不計(jì)。求：（1） 當(dāng)小球相對(duì)管上升的速度為v時(shí)，小球上升的加速度（2）小球從管的另一端N 離開管口后在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑（3） 小球在從管的M端到N端的過程中，管壁對(duì)小球做的功【知識(shí)要點(diǎn)提示參考答案】 1.奧斯特、磁場(chǎng)、磁場(chǎng)2.靜止、N極、垂直、特、T 3.切線方向、強(qiáng)、間距、同向平行線4.電流、磁感線、N極 5.垂直、BS 韋、Wb 6.安培力、垂直、平行、垂直、共面、磁感線、電流、BIL 7.洛侖茲力、垂直、平行、磁感線、qVB、垂直 8.吸引、排斥 9.勻速圓周、 、等于、 【達(dá)標(biāo)

17、練習(xí)題例參考答案】 1. 增大、不變 2.逆時(shí)針、靠近 3. 0.1T、0.1T、0.1T 4.左、正電、右、負(fù)電（或右、負(fù)電、左、正電）5.減小 6. 0.2 Wb、0、0.2 Wb、0.4 Wb 7.增大 8.負(fù)電荷、逆時(shí)針、 9.10.解：（1）導(dǎo)體棒受安培力沿斜面向上時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小受力圖如右，由平衡條件得 方向應(yīng)垂直斜面向上 （2）導(dǎo)體棒對(duì)斜面無壓力時(shí)，其所受安培力應(yīng)豎直向上，磁感應(yīng)度方向水平向左 11.解： (1)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，離子受到的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力平衡，設(shè)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為 - 由燈泡正常發(fā)光得 - 解得 （2）分析正常發(fā)光的燈泡 每秒鐘到達(dá)極板的離子數(shù)為 12. 解：（1）

18、電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一部分 - 由幾何知識(shí)得 -由得 (2) 粒子的回旋周期為 回旋角度為 由 得電子在磁場(chǎng)中的回旋時(shí)間為 13. 解：粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng) - 粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 - 解得 14. 解： 正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中的回旋軌跡如圖所示 由得 所以出射點(diǎn)相距為 正電子的回旋時(shí)間為 負(fù)電子的回旋時(shí)間為 射出的時(shí)間差為15. 解：（1）由粒子的回旋情況可知，該離子帶負(fù)電 （2）離子的回旋角度為 軌跡如圖所示 得 - 由幾何知識(shí)得- 由得 16. 解：粒子應(yīng)帶正電荷.其受力圖如右 由平衡條件得 17. 解：（1）由物塊的運(yùn)動(dòng)情況可知，其受洛侖茲力方向應(yīng)垂直斜面向上，物塊帶負(fù)電 （2）當(dāng)物塊對(duì)斜面的壓力為零時(shí)將離開斜面 （3）設(shè)物塊滑行的最大距離為L(zhǎng), 由動(dòng)能定理得 18. 解：當(dāng)小球受到的洛侖茲力與電場(chǎng)力平衡時(shí)，摩擦力為零，合外力最大等于重力， 最大加速度為 .當(dāng)摩擦力與重力平衡時(shí)，小球的速度最大，以后將做勻速動(dòng) 解得19. 解：（1）小球在下擺過程中，由動(dòng)能定理得 在最低點(diǎn)小球受洛侖茲力應(yīng)豎直向上，所以小球帶負(fù)電由牛頓第二定律得 （2）小球第二次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度仍為，由牛頓第二定律得 20. 解：粒子在電場(chǎng)