2022年遼寧省高考物理總復(fù)習(xí)：磁場

2022年遼寧省高考物理總復(fù)習(xí)：磁場

1.質(zhì)子和a粒子由靜止出發(fā)經(jīng)過同一加速電場加速后，沿垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁

場，則它們在磁場中的速度之比為VLI,半徑之比為1：四。

【分析】根據(jù)動能定理求出粒子進(jìn)入磁場的速度，結(jié)合粒子在磁場中運(yùn)動的半徑，然后

分析答題。

【解答】解：粒子在電場中加速，由動能定理得：qU=1mv2-0,解得：v=J^,因

為質(zhì)子和a粒子的電量之比為1：2,質(zhì)量之比為1：4,則速率之比為VL1;

粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，粒子做圓周運(yùn)動的軌道半徑：r=等，因?yàn)橘|(zhì)子和a粒

子的電量之比為1：2,質(zhì)量之比為1：4,則半徑之比為1：V2：

故答案為：V2：1,1：y/2?

【點(diǎn)評】本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，解決本題的關(guān)鍵掌握粒子在磁場中

的半徑公式和周期公式，并能靈活運(yùn)用，注意在計算題中，半徑公式和周期公式不能直

接運(yùn)用。

2.如圖，兩平行放置的長直導(dǎo)線a和b中載有電流強(qiáng)度相等、方向相反的電流，則b右側(cè)

O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?；在O點(diǎn)右側(cè)再放置一根與a、b平行共面

且通有與導(dǎo)線a同向電流的直導(dǎo)線c后，導(dǎo)線a受到的磁場力大小將無法確定（選

填“變大”、“變小”或“無法確定”）。

【分析】依據(jù)安培定則，結(jié)合矢量的疊加法則，及離導(dǎo)線越遠(yuǎn)的磁場越弱，即可判定；

再由安培定則，判定b、c導(dǎo)線在a導(dǎo)線處的磁場方向，再結(jié)合矢量的合成法則，判定合

磁場大小，從而即可求解。

【解答】解：依據(jù)安培定則，a導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁場方向垂直紙面向里，而b導(dǎo)線在。點(diǎn)

的磁場方向垂直紙面向外，

雖然兩平行放置的長直導(dǎo)線a和b中載有電流強(qiáng)度相等，但由于b導(dǎo)線離O點(diǎn)越近，那

么其在O點(diǎn)的磁場越強(qiáng)，依據(jù)矢量的疊加法則，則O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪奔埫?/p>

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向外；

同理，b導(dǎo)線在a導(dǎo)線處產(chǎn)生磁場方向垂直紙面向里，而c導(dǎo)線在a導(dǎo)線處產(chǎn)生磁場方向

垂直紙面向外，

由于b、c兩導(dǎo)線通入的電流大小不確定，因此其兩導(dǎo)線在a導(dǎo)線處的合磁場大小，與b

導(dǎo)線在a導(dǎo)線處的磁場大小關(guān)系不確定；

因此導(dǎo)線a受到的磁場力大小將無法確定.

故答案為：垂直紙面向外；無法確定。

【點(diǎn)評】本題考查平行直導(dǎo)線間的相互作用，要注意綜合應(yīng)用安培定則及力的分析求解

磁場力，要重點(diǎn)掌握磁場的矢量性，矢量的合成法則。

3.如圖，正方形abed區(qū)域內(nèi)有沿ab方向的勻強(qiáng)電場，一不計重力的粒子以速度vo從ab

邊的中點(diǎn)沿ad方向射入電場，恰好從c點(diǎn)離開電場。若把電場換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)

磁場，粒子也恰好從c點(diǎn)離開磁場。則勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小之比為5V（）：4；粒子離開電場時和離開磁場時的速度大小之比為_伍］

b'1--------------:c

【分析】粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，將粒子的運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和

豎直方向的勻加速直線運(yùn)動，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出E表達(dá)式。

粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力列式，結(jié)合幾何關(guān)系求出

半徑，聯(lián)立求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B表達(dá)式，從而求得E與B的比值：

根據(jù)類平拋運(yùn)動的規(guī)律求出粒子離開電場時速度大小，從而求得粒子離開電場時和離開

磁場時的速度大小之比；

【解答】解：粒子在電場中做類平拋運(yùn)動時，軌跡如圖1所示，

圖1

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設(shè)正方形變成為1,

l=vot,

12

=一at，

22

由牛頓第二定律可知qE=ma,

tana=

%為

v

cosa=—0

解得:vc=V2vo

粒子在磁場中由洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如圖2所示

由幾何關(guān)系可知：R2=P+(R-1)2,

由洛倫茲力提供向心力：qvoB=^^,聯(lián)立解得《=

粒子在電場中運(yùn)動離開c點(diǎn)時由類平拋運(yùn)動規(guī)律可知vc=Vivo,粒子在磁場中運(yùn)動時速

度大小不變，所以粒子離開電場時和離開磁場時的速度大小之比為夜：1。

故答案為：5vo：4；V2:l?

【點(diǎn)評】本題綜合考查帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動，關(guān)鍵是掌握電場中偏轉(zhuǎn)與磁場

中偏轉(zhuǎn)的處理方法，在電場中做類平拋運(yùn)動時，運(yùn)用運(yùn)動的分解法處理。粒子在磁場中

做勻速圓周運(yùn)動，耍畫出粒子的運(yùn)動軌跡，運(yùn)用幾何知識求解軌跡半徑。

4.如圖所示，把長L=0.25m的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.OX1(T2T的勻強(qiáng)磁場中，使

導(dǎo)體棒和磁場方向垂直，若通過導(dǎo)體棒的電流I=2.0A,則導(dǎo)體棒所受安培力的大小是二

XI。.N,Imin內(nèi)通過導(dǎo)體棒某一橫截面的電量是120C。

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XXxx

【分析】(1)通電導(dǎo)線在磁場中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大??；

(2)通過導(dǎo)線的電荷量為q=It

【解答】解：長L=0.25m的導(dǎo)體棒垂直置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0X10々T的勻強(qiáng)磁場中，

則導(dǎo)體棒受到的安培力大小為：F=BIL=1.0X10-2X2X0.25N=5X10-3N?

Imin內(nèi)通過導(dǎo)體棒某一橫截面的電量為：q=It=2X60C=120C。

故答案為：5X10-3;120.

【點(diǎn)評】學(xué)會區(qū)分左手定則與右手定則，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感應(yīng)

電流的方向。

5.一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與筒的軸平行，筒的橫截面如

圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開有小孔，筒繞其中心軸以角速度a逆時針轉(zhuǎn)動。在

該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射人筒內(nèi)，射入時的運(yùn)動方向與MN成30°角。當(dāng)筒轉(zhuǎn)

過60°時，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒。不計重力，若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，

則帶電粒子的比荷為華。

—B—

【分析】由題，粒子不經(jīng)碰撞而直接從N孔射出，即可根據(jù)幾何知識畫出軌跡，由幾何

關(guān)系求出軌跡的圓心角，根據(jù)圓筒轉(zhuǎn)動時間和粒子勻速圓周運(yùn)動時間相等即可。

【解答】解：粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，

根據(jù)幾何關(guān)系，有NMOA=120°,/OMA=30°,所以/O'MA=30°,NO'AM

=30°,NMO'A=120°

即軌跡圓弧所對的圓心角為120°

粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期為：T=鬻

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粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動的時間為：1=爭7=磊

圓筒轉(zhuǎn)動6。。所用時間為：-=#=春浮強(qiáng)

粒子勻速圓周運(yùn)動的時間和圓筒轉(zhuǎn)動時間相等t=t',

m

m=T

【點(diǎn)評】本題考查了帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，分析清楚粒子運(yùn)動過程、應(yīng)用牛頓

第二定律、數(shù)學(xué)知識即可正確解題；根據(jù)題意作出粒子的運(yùn)動軌跡是正確解題的關(guān)鍵。

6.李雷同學(xué)在研究環(huán)形電流的磁場方向時，在導(dǎo)線環(huán)中心放置了一個小磁針，如圖所示。

通電后，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止后N極指向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?。請判斷李雷同學(xué)通入的電流是沿

逆時針（填“順時針”或“逆時針”）方向（沿垂直紙面向里看）。

【分析】根據(jù)安培定則，結(jié)合N極指向，即為磁場方向，從而即可求解。

【解答】解：安培定則：用右手握著通電線圈，四指指向電流的方向，大拇指所指的方

向是通電線圈的N極。

若線圈通以沿逆時針方向的電流時，根據(jù)安培定則知，紙里是通電線圈的S極，紙外是

通電線圈的N極。