磁场复习11

nullnull磁场复习银川唐徕回民中学：陈士武 QQ：78121366 E-mail:woaihege@sina.com.cn Blog：www.blog.sina.com.cn/woaihegenull 磁场复习一、磁场的方向说明:磁场的方向:该点小磁针的N极受力方向,小磁针静止时N极的指向，磁感线上该点的切线方向。磁场的特点：对放入其中的电流、磁体有力的作用。 在空间的某个区域磁场是唯一确定的。null 磁场复习二、安培力1、安培力的方向：左手定则。×·×·null 磁场复习二、安培力2、安培力的大小：null 磁场复习二、安培力例1、分析运动情况。×A不动，b怎么动？Ab怎么动，拉力怎么变？Ab之间作用力为什么？磁铁对地面的压力，摩擦力？null 磁场复习二、安培力例2、在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为し、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向上，如图所示，当导体棒内通有垂直指面向里的电流I时，导体恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为多少？×解：由左手定则，及力学知识，受力分析得：null 磁场复习二、安培力例2、在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为し、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于水平面向上，如图所示，当导体棒内通有垂直指面向里的电流I时，导体恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为多少？解：由左手定则，及力学知识，受力分析得：×null 磁场复习二、安培力例2、在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为し、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向上，如图所示，当导体棒内通有垂直指面向里的电流I时，导体恰好静止在斜面上，则磁感应强度的取值范围为多少？解：当导体棒有向上的运动趋势时，分析得：×最大静摩擦力为正压力的K倍null 磁场复习二、安培力例2、在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为し、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向上，如图所示，当导体棒内通有垂直指面向里的电流I时，导体恰好静止在斜面上，则磁感应强度的取值范围为多少？解：当导体棒有向上的运动趋势时，分析得：×最大静摩擦力为正压力的K倍null 磁场复习二、安培力例2、在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为し、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于地面向上，如图所示，当导体棒内通有垂直指面向里的电流I时，导体恰好静止在斜面上，则磁感应强度的取值范围为多少？解：当导体棒有向上的运动趋势时，分析得：×最大静摩擦力为正压力的K倍null 磁场复习二、安培力例2、在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为し、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒内通有垂直指面向里的电流I时，导体恰好静止在斜面上，则磁感应强度的取值范围为多少？解：当导体棒有向上的运动趋势时，分析得：×最大静摩擦力为正压力的K倍null 磁场复习1、洛伦兹力的方向：左手定则。－++关于洛伦兹力的说明： （1）洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面。 仅受洛伦兹力，力与速度方向垂直。做匀素圆周运动。 （2）仅受洛伦兹力时，洛伦兹力对电荷不做功。 （3）洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。三、洛伦兹力null 磁场复习三、洛伦兹力2、洛伦兹力的大小：+++null 例题1、摆长为し的单摆在匀强磁场中摆动，摆动平面与磁场垂直，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电荷量为q，质量为m，磁感应强度为B，当球从最高处摆到最低处时，摆线的拉力F多大？向右摆时：向左摆时：磁场复习三、洛伦兹力null 磁场复习四、带电粒子在磁场中运动1、公式：+半径公式：周期公式：动能公式：在磁场中运动时间：null 磁场复习四、带电粒子在磁场中运动2、如何确定圆心：-_--null 磁场复习四、带电粒子在磁场中运动例1、如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求：（1）该粒子的比荷q/m。（2）在磁场中运动的时间？解：设带电粒子从P点飞出，则可确定圆心如图，在由几何关系得：null 磁场复习四、带电粒子在磁场中运动例1、如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求：（1）该粒子的比荷q/m。（2）在磁场中运动的时间？解：设带电粒子从M点飞出，则可确定圆心如图，在由几何关系得：null 磁场对运动电荷的作用五、质谱仪的工作原理 质谱仪最初是由阿斯顿设计的，主要用于测量带电粒子的质量和分析同位素。null 磁场对运动电荷的作用六、回旋加速器工作原理　　 当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由r=mv/qB得v= rqB/m，若D形盒的半径为R，则带电粒子的最终动能：　 所以，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R． null 磁场对运动电荷的作用六、回旋加速器工作原理例1、回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交流电压为U=2×104V，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径为R=1m，磁场饿磁感应强度B=0.5T，问（1）质子最初进入D形盒的动能多大？（2）质子经回旋加速器最后得到的动能多大？（3）交流电源的频率是多少？null 磁场对运动电荷的作用七、磁流体发电机工作原理+－P190/14当R=r时，输出功率最大null 例题分析一、例题分析1、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上。有一质量为m、带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？ 解：当静止在斜面顶端时，对斜面压力为零，则满足：。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。+若将电场迅速反转，则受力如图，列方程得：null 例题分析一、例题分析1、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上。有一质量为m、带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？ 解：当静止在斜面顶端时，对斜面压力为零，则满足：若将电场迅速反转，则受力如图，列方程得：小球离开瞬间：+null 例题分析一、例题分析1、如图示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？ 解：当静止在斜面顶端时，对斜面压力为零，则满足：若将电场迅速反转，则受力如图，列方程得：小球离开瞬间：null 例题分析一、例题分析2、长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电，现在质量为m、电量为q的正电粒子（不计重力），从左边极板中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，预使粒子不打在极板上，可采用的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是（ ）解：第一种情况，如图：×　×　×　×　× ×　×　×　×　×　 ×　×　×　×　× ×　×　×　×　×+null 例题分析一、例题分析2、长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电，现在质量为m、电量为q的正电粒子（不计重力），从左边极板中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，预使粒子不打在极板上，可采用的方法是（ ）解：第二种情况，如图：×　×　×　×　× ×　×　×　×　×　 ×　×　×　×　× ×　×　×　×　×+追问:若想使带电粒子不出极板,怎么办?null 例题分析一、例题分析3、如图，带负电的小球质量为m、电荷量为q，用绝缘细线悬挂着，小车在水平面上以速度v匀速向右运动，若在小车运动区域内加一竖直向上、大小为B的匀强磁场，则悬线将向______方向偏离竖直方向，偏角的正切为________，悬线的拉力为______。解：由左手定则，受力为垂直指面向里。-null 例题分析一、例题分析4、如图，水平传送带以恒定速度5m/s沿图示方向运动，地面PQ区域图示磁场，B=1T，一质量为0.01kg的带正电0.05C的小物体从磁场左方某处无初速度释放到传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，那么欲使小物体能匀速通过磁场区域，它释放时离P点的距离是多少？解：欲使小物体匀速通过磁场区域，必须满足：+×　× ×　× ×　× ×　× ×　×设通过区域的速度为v，则必须满足:刚开始运动时：所以位移为：null 例题分析一、例题分析5、质量为m的金属滑块，电荷量为+q，初速度沿水平放置的绝缘板进入磁场空间，匀强磁场方向如图示，匀强电场方向水平（且与地面平行），滑块与绝缘地板间的动摩擦因数为μ，已知滑块自A点沿绝缘板匀速直线运动，到B点与电路开关相碰，使形成电场的电路断开，电场立即消失，磁场依然存在。设碰撞时，滑块无电贺损失，而动能变为碰前的1/4，滑块碰撞后，做匀速直线运动返回A点，往返总时间为T，AB长为L，求（1）匀强电场场强大小及方向？（2）磁感应强度B=？（3）全过程摩擦力做的功？解：滑块向右匀速，所以电场力必向右：撤掉电场后，向左仍匀速，则滑块不受摩擦力作用，则满足：null 例题分析一、例题分析5、……而动能变为碰前的1/4，滑块碰撞后，做匀速直线运动返回A点，往返总时间为T，AB长为L，求（1）匀强电场场强大小及方向？（2）磁感应强度B=？（3）全过程摩擦力做的功？解：滑块向右匀速，所以电场力必向右：撤掉电场后，向左仍匀速，则滑块不受摩擦力作用，则满足：又动能变为碰前的1/4，则有方程：null 例题分析一、例题分析5、……而动能变为碰前的1/4，滑块碰撞后，做匀速直线运动返回A点，往返总时间为T，AB长为L，求（1）匀强电场场强大小及方向？（2）磁感应强度B=？（3）全过程摩擦力做的功？解：往返的时间为T，则可知：又由上式：得：null 例题分析一、例题分析5、……而动能变为碰前的1/4，滑块碰撞后，做匀速直线运动返回A点，往返总时间为T，AB长为L，求（1）匀强电场场强大小及方向？（2）磁感应强度B=？（3）全过程摩擦力做的功？解：只有在向右运动时才受摩擦力作用，则做功为：null 例题分析一、例题分析6、如图，下端封闭、上端开口、高为h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量为m=10g、电荷量为q=0.2C的小球，整个装置以v=5m/s的速度沿垂直磁场方向进入B=0.2T、方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出，求：（1）小球的带电性；（2）小球在管内运动的时间？（3）小球在管内运动过程中增加的机械能？解：因为小球要从上端管口飞出，所以小求必带正电。×　× ×　× ×　×　 ×　× ×　×小球在竖直方向做匀加速运动，则：增加的机械能为：null 例题分析一、例题分析7、如图，d=40cm，E=24V，内阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小求从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直上向上射入板间。q=1×10-2C，m=2×10-2kg，不考虑空气阻力。那么变阻器接入电路的阻值为多少时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？解：恰能达到A板，则满足：AB两端电势差等于变阻器两端电势差：电源输出功率为：null 练习(2001年全国高考） 8、如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带正电的粒子以速度v从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正方向的夹角为θ，若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求粒子运动的半径和运动时间。荷质比为多少？ 解：如图所示作辅助线，由几何知识可得：运动时间为磁现象和磁场一、例题分析。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。+null 9、一质子以某一速度垂直射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与边界方向的夹角为θ, 试求带电粒子在磁场中的运动半径r。解：如图所示作辅助线，由几何知识可得磁现象和磁场一、例题分析。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。+null 例题分析一、例题分析10、串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线部分内为其主体的原理图。其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子达到b处时，特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变速度的大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的匀速圆周运动。已知碳离子的质量为m=2×10-26kg,U=7.5×105V，B=0.5T,n=2基元电荷e=1.6×10-19kg,求R？解：碳离子到b是速度为v1，到c时速度v2：加速管加速管。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。进入磁场后做圆周运动，则：null 例题分析一、例题分析11、如图示，有一水平放置的环线圈，半径为r，单位长度的质量m0=16g，有一圆锥形的磁场，线圈做在位置的磁感应强度为B=0.8T，锥形的顶角为60O，为使线圈悬浮，应通过多大的电流？解：由分析可知道，从上面看，想要悬浮，只能通以顺时针方向的电流，则取一小段为研究对象：×null 例题分析一、例题分析11、P203/16解：在a段为加速过程，则： × × × × × ×在速度选择器中，必须满足：洛伦兹力充当向心力，则：null 例题分析一、例题分析12、在半径为R半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，此感应强度为B。一质量为m，带电量为q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（AP=d）射入磁场（不计重力影响）。（1）如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。（2）如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线的夹角为φ（如图）。求入射粒子的速度。解：垂直射入磁场，且从A点出来，则AP必为圆周运动的直径，则分析如下：null 例题分析一、例题分析12、在半径为R半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，此感应强度为B。一质量为m，带电量为q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（AP=d）射入磁场（不计重力影响）。（1）如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。（2）如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线的夹角为φ（如图）。求入射粒子的速度。解：若从Q点射出，则确定圆心，设半径为r2，速度为v2，则由几何关系得：由余弦定理得：null 例题分析一、例题分析13、在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1 和R3均为定值电阻。R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ） A. I1增大、I2不变、U增大 B. I1减小、I2增大、U减小 C. I1增大、I2减小、U增大 D. I1减小、I2不变、U减小null 例题分析一、例题分析14、在直角坐标系的第一、第二象限内有垂直于纸面方向的匀强磁场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场，质量为m、电荷量为q的粒子从M点以速度v0沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点又回到M点。设OM=OP=L，ON=2L，求（1）电场强度E的大小（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向？（3）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的总时间？解：根据粒子的运动情况可知道粒子带负电。设粒子在电场中运动的时间为t1，则：null 例题分析一、例题分析14、在直角坐标系的第一、第二象限内有垂直于纸面方向的匀强磁场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场，质量为m、电荷量为q的粒子从M点以速度v0沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点又回到M点。设OM=OP=L，ON=2L，求（1）电场强度E的大小（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向？（3）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的总时间？解：设粒子到达N点的速度为v，运动方向与-x轴方向成θ角，如图。由动能定理得：粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：null 例题分析一、例题分析14、在直角坐标系的第一、第二象限内有垂直于纸面方向的匀强磁场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场，质量为m、电荷量为q的粒子从M点以速度v0沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点又回到M点。设OM=OP=L，ON=2L，求（1）电场强度E的大小（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向？（3）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的总时间？解：粒子在电场中时间为:粒子在磁场中运动时间为:粒子在四象限中运动时间为:总时间为:null 例题分析一、例题分析15、一匀强电场，场强方向是水平的，一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力作用下，恰能沿与场强的反方向成θ的直线运动，求小球运动到最高时其电势能与在O点的电势能之差。解：在v0方向，小球做匀减速运动，其加速度为：所以从开始到最高点的位移为：因为电场力做负功，所以电势能增加，其增加量为：且：null 例题分析一、例题分析16、一辆自行车的铭牌给出如下技术参数表：解：（1）输入功率为：质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g=10m/s2,求（1）此车电机在额定电压下正常工作的效率。（2）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。（3）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车以v1=1m/s时，人骑车的加速度。null 例题分析一、例题分析16、一辆自行车的铭牌给出如下技术参数表：解：（2）当人的加速度为零时，速度有最大值，此时满足：质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g=10m/s2,求（1）此车电机在额定电压下正常工作的效率。（2）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。（3）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车以v1=1m/s时，人骑车的加速度。而此时，对于自行车有：null 例题分析一、例题分析16、一辆自行车的铭牌给出如下技术参数表：解：（3）当人在额定功率下行驶，此时自行车动力为：质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g=10m/s2,求（1）此车电机在额定电压下正常工作的效率。（2）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。（3）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车以v1=1m/s时，人骑车的加速度。所以自行车的加速度为：null 例题分析一、例题分析17、如图所示，质量m=0.1g的小球，带有q=5×10-4C的正电荷，套在一根与水平方向成θ=37°的足够长绝缘杆上,小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数μ=O.4，这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度.解：在杆向下方向，由牛二得：×　　×　　×　　× ×　　×　　×　　××　　×　　×　　× ×　　×　　×　　×当：即当null 例题分析一、例题分析17、如图所示，质量m=0.1g的小球，带有q=5×10-4C的正电荷，套在一根与水平方向成θ=37°的足够长绝缘杆上,小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数μ=O.4，这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度.解：当达到最大加速度后，继续向下滑时，N将反向增大，则摩擦力增大，加速度减小，有：×　　×　　×　　× ×　　×　　×　　××　　×　　×　　× ×　　×　　×　　×当：null 例题分析一、例题分析18、如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直射人容器中，其中一部分沿c孔射出，一部分从d孔射出，则从两孔射出的电子速率之比vc：vd=____，从两孔中射出的电子在容器中运动的时间之比tc：td=_____null 例题分析一、例题分析19、（2000年全国卷）如图11所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为ｍ、带电量为＋q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中） ×null 例题分析一、例题分析19、（2000年全国卷）如图11所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为ｍ、带电量为＋q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中） ×null 例题分析一、例题分析19、（2000年全国卷）如图11所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为ｍ、带电量为＋q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中） ×解：分析可知：null http://jpkc.xmu.edu.cn/ptwlx/flash%20cai.htm#01磁现象和磁场