当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

磁场专题


一、磁场的基本知识
1.磁体周围与电流周围存在磁场.磁场对放入其中的磁 体、电流、运动电荷有磁场力的作用.

2.磁感应强度 B = Fmax / ( IL ).
4.磁感线

?0 I 3.无限长直线电流产生的磁场: B ? 2? r
切线方向—— B 的方向; 疏密程度—— B 的大小
. I I



如图所示,真空中两点电荷+q 和-q 以相同角 速度? 在水平面内绕 O 点匀速转动,O 点离+q 较近,试判断 O 点的磁感应强度方向 [ ] A.方向竖直向上 C.为 0 B.方向竖直向下 D.无法确定

A

已知在通电长直导线周围与导线距离为 r 处的磁感应强度B = ?0I/(2? r),即磁感应强度与离开导线的距离成反比.如果在距 该长直导线为R处再平行地放置一根电流也为 I 的长直载流导线, 如图所示,在它周围产生的磁感应强度为 B ',试在图中分别画 出在0~R区间的B ' ~ r曲线及合场强B合随r的变化曲线。

二、磁场对电流的作用
1.安培力大小:F = BILsin?, 一般只对匀强磁场适用;当然对非匀强磁场,如果导线上各点 所在处的 B 相同也可用. 方向:由左手定则确定,并且 F? B、I组成的平面. 在匀强磁场中,任何闭合的载流线圈所受安培力的合力均为零。 2.磁场对通电线圈的作用 ― 磁力矩. 匀强磁场对通电线圈的作用的磁力矩: M = NBIScos?. N为匝数,S为线圈面积 磁力矩M与线圈具体形状无关.

?=0
磁力矩M最大
A (B)
×

l1
? F2

? F2?

A
D(C)

l1

D

?

? B

l2
B

I

? F2?

? F2

? B

C

如图所示,两平面S1与S2的夹角为?,相交于直线MN。匀强磁 场的磁感应强度为B,其方向与平面S1平行且与两平面的交线 MN垂直。一半径为R的半圆周导线ab中通有直流电I。今将此 半圆周载流导线的整体放在平面S2的不同部位上。试求它所受 到的最大安培力Fmax和最小安培力Fmin。

Fmax= 2BIR Fmin=2BIRsin?

如图所示,金属架平面与水平面平行,质量为 m、长度为 L 的硬金属线 ab 的两端用绝缘线吊着并与框接触,处在磁感应 强度为 B 的竖直向上的匀强磁场中.当闭合开关S时,ab通 电随即摆起的高度为 h,则在通电的瞬间,通过导体截面的 电荷量 Q = __________.

m 2 gh Q? BL

质量为m的一段柔软的导线这样放置:它的两端固定在 同一高度(如图所示),导线处于磁感应强度为B的匀强 磁场中,且通以电流I,作用在导线悬点的力与水平成 ? 角.求它的最低点所受的拉力T.尺寸L和h为已知.

解析

平面无穷方格电阻丝网络如图所示,其中每一小段电阻丝的 电阻均为r,试求相邻两个格点 A , B 间的等效电阻 RAB.

RAB

r ? 2

C

RAC

2 ? r 3

RAC ?

2

?

r

如图所示,无限网络由电阻值均为 r 的电 阻(图中各边电阻)构成,已知 A 点与 B 点间电阻为 R,求A 点与C 点间的电阻。

【解析】

一个导电细硬环放在不导电水平面上并处于均匀磁场中.磁 感线沿水平方向,磁感应强度为B.环的质量为m、半径为 R.求通过环的电流必须多大时,才能使环开始上升.

解析

三、磁场对运动电荷的作用 1.洛伦兹力

? ? ? F ? qv ? B F ? qvBsin?
半径 R = m? /(Bq)

方向: F? B、? 组成的平面.

2.在匀强磁场中,若? ? B,带电粒子做匀速圆周运动;
Bq? = m? 2/R 周期 T = 2?m / (Bq),与粒子运动速度无关; 若? 与 B 有夹角, 运动轨迹为等距螺旋线

螺旋半径 R = m??/(Bq),

螺距s =?// T = 2?m?// / (Bq)

3.洛伦兹力在任何情况下都不做功.

四、带电粒子在复合场中的运动
1.当带电微粒在复合场中所受合外力为零时,微粒将做匀速 直线运动. 2.当带电微粒在复合场中所受合外力始终与运动方向一致, 微粒将做匀加速直线运动. 3.当微粒所受合力充当向心力时,微粒将做匀速圆周运动.

4.若微粒所受合力大小、方向均不断变化时,粒子做曲线运 动,一般只能用能量关系处理.

五、质谱仪和回旋加速器
1.质谱仪
R = m? /(Bq) 2.回旋加速器

T = 2?m / (Bq)

如图,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上 的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面 内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出 边界的位置均处于边界的某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆 周长的1/3。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2,结果相 应的弧长变为原来的一半,求B2/B1

d1

d2

B2 ? 3 B1

如图所示,半径为R、质量为m的匀质细圆环均匀带正电,总电荷 量为Q。此环放置在绝缘的光滑水平面上,并以匀角速度ω绕着过 圆心O的竖直轴沿逆时针方向转动。周围空间存在着竖直向上的 匀强磁场,磁感应强度为B。求圆环内因转动而造成的附加张力。

解析

如图所示,质量为 m,带电荷量为 q 的粒子,在重力 作用下由静止下落 h 高度后垂直进入一高度为 L 的 匀强磁场区域,磁感应强度方向垂直纸面向内,大 小为 B.则当带电粒子最终离开该磁场区域时的速率 为____________.(注: L << h )

? ? 2g ? L ? h?

匀强磁场中有一块平行于磁场的薄铅板,一高速带电粒子 质量为m,电荷量为q,在磁场中做匀速圆周运动,并能穿 过铅板.那么,从图中可知,粒子带_____电,粒子运动的 方向是 _____ ,已知 R1=8 cm , R2= 6 cm,则它能穿过铅板 的次数是_____次.

粒子带正电 逆时针方向 2次

如图所示,水平面上放有质量m,带电+q的滑块,滑块和水 平面之间的动摩擦因数为?,水平面所在位置有场强大小为E、 方向水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场.若? < qE/(mg),物块由静止释放后经过时间 t 离开水平面,求这期间滑块经过的路程s.

空间磁场水平向里,考虑重力,从A点水平发射一个带电量q 的正电荷粒子,已知粒子的质量m,磁场大小B,问: (1)如果从A水平运动到B,AB距离为L,试求速度大小? (2)如果速度不满足上一问,速度无论多大都能到达B点, 试求AB的距离L应该满足什么条件?A到B的时间为多少? (3)如果初速度为0,问是否可能到达B点,在此过程中,最 大速度vmax为多少?

解析

带电荷为q的粒子飞入相互垂直的匀强电场E和磁场B的区域, 在此区域粒子还受到粘滞摩擦力 f = -kv 作用(k 为已知正数, v为粒子瞬时速度).求粒子稳定运动的速度大小和方向.不 计重力

解析

如图,在Oxy直角坐标系中,y > 0的区域内有磁感应强度为B 的匀强磁场,y < 0的区域内有竖直向下匀强电场. 平面中两点 P、 Q坐标为P(-3l , 0 ) , Q ( 0 , 4l). 一个质量为m、带电量 为-q的粒子从O点出射,初速度方向与 x轴正方向夹角为?, 粒子在平面内做曲线运动。若粒子的运动轨迹经过OQP三点, 一直沿O、Q、P围成的闭合图形运动. 粒子重力不计. (1)求粒子初速度? 的大小和?; (2)场强大小E为多大?


相关文章:
磁场专题复习
磁场专题复习( 第九章 磁场专题复习(五)(单元小结) 知识结构: (一)知识结构:永磁体磁场 磁场的 产生磁场 定义 直线电流磁场 通电螺线管磁场 磁感强度 B= F ...
2014高考 磁场专题复习
2014高考 磁场专题复习_理化生_高中教育_教育专区。2014高考 磁场专题复习第十四章 磁场专题 考纲要求: ·电流的磁场、分子电流假说、磁现象的电本质、磁性材料……...
高中物理 磁场专题
七、带电粒子在复合场中的运动 测试题 1.如图,在两个平行板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子垂直于电磁场方向 射入场中,射出时发现粒子的动能减少...
高中物理——磁场专题讲解+经典例题
磁场专题 7.【东北师大附中 2011 届高三第三次模底】如图所示,MN 是一荧光屏,当带电粒子打到 荧光屏上时,荧光屏能够发光。MN 的上方有磁感应强度为 B 的匀...
高三磁场专题
高三磁场专题_理化生_高中教育_教育专区。综合习题:带电粒子在磁场中的运动 1.(2010· 江西省吉安市高三期末检测)电子在匀强磁场中以某固定的正电荷为中心做顺时...
高二物理_磁场专题训练及答案(全套)
高中物理 磁场专题训练一、磁场、安培力练习题 一、选择题 1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有 [ ] A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样...
高二物理 磁场专题训练及答案(全套)
高中物理 磁场专题训练及答案一、磁场、安培力练习题 磁场、 一、选择题 1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有 [ ] A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,...
磁场专题
1.下列关于磁场的说法中,正确的是( 磁场专题 ). A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质 B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C.磁极与磁极之间是直接...
磁场知识点讲义
磁场知识点讲义_理化生_高中教育_教育专区。明创实教育 29000001 高二物理 磁场专题 编写:郑忠文 课 题: 第九单元磁场基本性质 磁场 类型:复习课 第1课 一、磁...
专题-磁场(2014精编)
——用心、细心、恒心 专题磁场 04 知识网络 要点透析要点一 通电导线在磁场中的运动及受力 1.直线电流元分析法:把整段电流分成很多小段直线电流,其中每一...
更多相关标签:
高中物理磁场专题 | 高二物理磁场专题训练 | 磁场专题复习 | 高二物理磁场专题 | 运动磁场 | 磁场强度 | 电磁场与电磁波 | 粒子在磁场中的运动 |