学高中物理第章磁场对电流和运动电荷的作用章末检测(含解析)鲁科版选修-课件
鲁科版高中物理选修3-1第六章磁场对电流和运动电荷的作用单元检测含答案解析
鲁科版高中物理选修3-1第六章磁场对电流和运动电荷的作用单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．近年来我国高速铁路发展迅速，一带一路战略开启了高铁发展的新时代，现已知两轨间宽度为L，内外轨高度差是h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，该弯道的设计速度最为适宜的是（）A B C D2．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。
在自行车正常行驶时，下列说法正确的是:A．A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比B．B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比C．A、B两点的角速度大小相等D．B、C两点的线速度大小相等3．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )A．由定义式B=FIL可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同4．如下图所示的均匀磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者其方向，其中错误的是（）A．B．C．D．5．如图所示，在匀速转动的水平转盘上，有一个相对于盘静止的物体，随盘一起转动，关于它的受力情况，下列说法中正确的是（）A．只受到重力和盘面的支持力的作用B．只受到重力、支持力和静摩擦力的作用C．除受到重力和支持力外，还受到向心力的作用D．受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用6．质量为m的小木块从半球形的碗口下滑，如图所示，已知木块与碗内壁间的滑动摩擦系数为μ，木块滑到最低点时的速度为v，那么木块在最低点受到的摩擦力为（）A．μmgB．μmv2/RC．0D．μm(g＋v2/R)7．如图所示，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球受力说法正确的是：A．只受重力B．只受拉力C．受重力、拉力和向心力D．受重力和拉力8．一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A．6倍B．4倍C．259倍D．12倍9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L=0.1m，导线中的电流I=2A．该导线所受安培力的大小为（）A．0.02N B．0.03N C．0.04N D．0.05N10．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，如图所示，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，在转弯时的速度为下列情况时,正确的是（）A．v=B．v>C．v<D．无论速度为多少,火车都将挤压内轨道11．如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是()A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力12．如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动．对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是（）A．P、Q两物体的角速度大小相等B．P、Q两物体的线速度大小相等C．P物体的线速度比Q物体的线速度大D．P、Q两物体均受重力、支持力、向心力三个力作用13．做匀速圆周运动的物体,发生变化的物理量是A．速度B．动能C．角速度D．周期二、多选题14．一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的线速度必小于B球的线速度C．A球的运动周期必大于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力15．如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高．它们由静止释放，最终在水平面上运动．下列说法正确的是（）A．下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小B．当B滑到圆轨道最低点时，轨道对B的支持力大小为3mgC．下滑过程中B的机械能增加D．整个过程轻杆对A做的功为12 mgR16．如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（）A．金属棒向右做匀减速直线运动B．金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/sC．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为-0.175JD．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C17．火车以安全速率v通过某一半径的弯道时，内外轨均不受侧压力的作用，若重力加速度为g，下面说法正确的是A．此轨道的半径为2v RgB．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力的作用，其方向平行于轨道平面向外C．当火车质量改变时，安全速率也将改变D．当轨道有轻微结冰时，与未结冰时相比，v的值不变化三、填空题18．光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q，质量为m，可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________．19．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过2.0A的电流时，受到0.8N的安培力，磁场磁感应强度是________T；当通过的电流加倍时，磁感应强度是________T，导线受到的安培力大小为________N．20．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流,这些微观粒子是____.若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场,阴极射线将____(选填“向上”“向下”“向里”或“向外”)偏转.21．磁场对运动电荷的作用力称为________，当电荷的运动方向与磁场方向垂直时磁场对电荷的作用力最大，其大小为________，当电荷的运动方向与磁场方向平行时，磁场对电荷的作用力等于________．四、解答题22．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．现有一“过水路面”的圆弧半径为50 m，一辆质量为800 kg的小汽车（可视为质点）驶过“过水路面”．当小汽车通过“过水路面”的最低点时速度为5 m/s．求：此时汽车对路面的压力．(g 取10 m/s2)23．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数n=9，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡，当L=10.0cm，I=0.10A，m=9g时，磁感应强度是多少？（取g=10m/s2）24．如图，两平行金属导轨间的距离L=0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在空间内，分布着磁感应强度B=0.5 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=6.0 V、内阻r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量m=0.05 kg 的导体棒ab垂直放在金属导轨上，导体棒静止．导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）通过导体棒的电流大小；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力大小．25．如图所示，在E＝103 V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R＝40 cm，一带正电荷q＝10－4 C的小滑块质量为m＝40 g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2，问：(1)要小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大？(P为半圆轨道中点)(3)小滑块经过C点后最后落地，落地点离N点的距离多大？26．如图所示，半径R=1m的光滑半圆轨道AC与倾角θ=37°的粗糙斜面轨道BD放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道AB相连，B处用光滑小圆弧平滑连接．在水平轨道上，用挡板a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态，物块与弹簧不拴接．只放开左侧挡板，物块a恰好通过半圆轨道最高点C；只放开右侧挡板，物块b恰好能到达斜面轨道最高点D．已知物块a的质量为m1=2kg，物块b的质量为m2=1kg，物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，物块到达A点或B点时已和弹簧分离．重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）物块a经过半圆轨道的A点时对轨道的压力F N；（2）斜面轨道BD的高度h.参考答案1．A 【详解】机车的向心加速度水平向右，当机车与轨道沿斜面没有横向摩擦力时，速度最为适宜，根据牛顿第二定律2tan v mg m Rθ=斜面的倾角正切值满足tan θ=解得v =A 正确，BCD 错误。
鲁科版高中物理选修3-1：第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 复习课件
(a)
(b)
【答案】 BC
2．如图 6－7 所示，PN 和 MQ 两板平行且板间存在垂 直纸面向里的匀强磁场，两板间距离及 PN 和 MQ 长均为 d， 一带正电的质子从 PN 板的正中间 O 点以速度 v0 垂直射入磁 场，为使质子能射出两板间，试求磁感应强度 B 的大小。已 知质子带电荷量为 e，质量为 m。
②刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的 轨迹与边界相切。
（3）当速度 v 一定时，弧长越长，轨道对应的圆心角越 大，带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。
（2012·山东日照一中高二检测）如图 6－6 所示，左右
边界分别为 PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为 d，磁感应强
度大小为 B，方向垂直纸面向里。一个质量为 m、电荷量为
图 6－7
【解析】 由左手定则确定，质子向上偏转，所以质 子能射出两板间的条件是：B 较弱时，质子从 M 点射出（如 图所示），此时轨道的圆心为 O′点，由平面几何知识得
R2＝d2＋(R－12d)2得R＝54d 质子在磁场中有ev0B＝mRv20
所以R＝meBv0，即54d＝meBv10，B1＝45mdve 0 B较强时，质子从N点射出，此时质子运动了半个圆
周，轨道半径R′＝
d 4
.所以
1 4
d＝
mv0 eB2
，即B2＝
4mv0 de
，综合上
述两种情况，B的大小为45mdve0≤B≤4mdev0.
【答案】
45mdve0≤B≤4mdev0
谢谢
2．安培力与以前各章节知识均能综合到一起，其分析和 求解问题的方法与力学问题的分析方法相同，只不过在受力 分析时再加上安培力即可。
如图 6－1 所示，在与水平方向成 60°角的光滑 金属导轨间连一电源，在相距 1 m 的平行导轨上放一重为 3 N 的金属棒 ab，棒上通过 3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这 时棒恰好静止，求：
鲁科版高中物理选修3-1课件高二：第6章磁场对电流和运动电荷的作用本章整合
11
专题一 专题二 专题三
知识网络
专题归纳
【例题 2】 如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场 区域,出磁场时速度偏离原方向 60°角,已知带电粒子质量 m=3×10-20 kg,电 荷量 q=10-13 C,速度 v0=105 m/s,磁场区域的半径 R=0.3 m,不计重力,求磁场 的磁感应强度。
Bmin=G������������������Il60° =
3 2
T
答案:(1) 3 T (2)6 N (3)B 应垂直斜面向上
3 2
T
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专题一 专题二 专题三
知识网络
专题归纳
专题二 带电粒子在有界匀强磁场中的运动
1.有界磁场及边界类型 (1)直线边界:进出磁场具有对称性,如图所示。
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专题一 专题二 专题三
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专题一 专题二 专题三
知识网络
专题归纳
4.带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的区别
垂直电场线进入匀强 电场(不计重力)
垂直磁感线进入匀强磁场 (不计重力)
受力情况
恒力 F=Eq 大小、方向不变
洛伦兹力 F=Bqv 大小不变,方向随 v 而改变
运动类型 类似平抛运动
匀速圆周运动或其一部分
运动轨迹 抛物线
答案:330 T
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专题一 专题二 专题三
知识网络
专题归纳
专题三 带电粒子在复合场中的运动
1.弄清复合场的组成 复合场一般包括重力场、电场和磁场三种场的任意两种场复合或三种 场复合。
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知识网络
专题归纳
专题一 专题二 专题三
2.正确分析带电粒子的受力及运动特征 (1)带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子所受的合外力及 其初始状态的速度,因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进 行分析,当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,做匀速直线运动(如速 度选择器)。 (2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向、洛伦兹力提供向心力时, 带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。 (3)当带电粒子所受的合外力是变力,且与初速度方向不在一条直线上 时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物 线。由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区,因此粒子的运动 情况也发生相应的变化,其运动过程可能由几种不同的运动阶段组成。
高中物理鲁科版选修31 第6章 第一节 探究磁场对电流的作用 (共21张PPT)
练一练
下图中表示通电直导线在磁场中的受力情 况，请标出电流方向或磁场力方向。
F
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
探究一 安培力的大小
猜看：
通电导线所受到的安培力与什么因素有关？
1.磁场强弱程度 2.电流的大小 3.通电导线长度 4.磁场与电流间的夹角
磁场的方向
电流的方向
控制变量法
探究二 安培力的方向
探究二 安培力的方向
伸开左手
磁感线从手心穿入
四指是电流方向
大姆指是安培力的方向
探究二 安培力的方向
探究二 安培力的方向
讨论一下 磁场的方向、电流的方向和安培力
的方向之间的关系？
F⊥B， F⊥I，即F垂直于B和I所在的平面 （B和I可以有任意夹角）
我们把磁场对放于其 中的通电的导线有力的 作用，这个力叫安培 力．
安培
（1775～1836年 ）
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/62021/9/6Monday, September 06, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 7:05:04 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/62021/9/62021/9/6Sep-216-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/62021/9/62021/9/6Monday, September 06, 2021
6.2 磁场对运动电荷的作用—鲁科版高中物理选修3-1课件 (共35张PPT)
位置由中心O逐渐向A点移动，偏
转磁场应该怎样变化？
3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏 都能发光呢？
洛伦兹力的作用
• 从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流 放出，称为宇宙射线。由于地球周围存在地磁场改 变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线 起了一定的阻挡作用。
2.当电子射线管的周 围存在磁场时，电子 的运动轨迹是曲线， 表明：运动电荷受到 磁场的作用力.
N S
阴极射线在磁场中的偏转
S N
二、洛伦兹力： 1、定义：运动电荷在磁场中 受到的作用力叫做洛伦兹力
问题：为什么磁场对通电导线有 作用力？
磁场对电流有安 培力的作用,而电流是 由电荷定向运动形成 的,且磁场对运动电荷 有洛伦兹力的作用.所 以磁场对电流的安培
Iv
场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场 F
v
中，求
v
（1）通电导线中的电流 I nqvS
（2）通电导线所受的安培力
F安 BIL B(nqvS)L
洛伦兹力大小的推导
设有一段长为L，横截面积为S的直导线
，单位体积内的自由电荷数为n，每个
自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向
v
移动的速率为v。这段通电导线垂直磁 场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场
第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 第 2 节 磁场对运动电荷的作用
知识回顾
安培力的大小
B,I平行： FA=0 B,I垂直： FA=BIL
判断下图安培力的受力方向：
F
F
新课引入
导体中的电流是由电荷的定向移动产生的 磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向 运动形成的，由此你会想到了什么？
高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 章末整合课件 鲁科版选修3-1
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【例 2】 如图 6－3 所示，S 为粒子源，它在纸 面 360°范围内发射速度大小为 v0，质量为 m，电量 为 q 的粒子(q<0)，MN 是一块足够大的竖直挡板， 与 S 的水平距离为 L，挡板左侧充满垂直纸面向外
的匀强磁场，磁感应强度大小为mqvL0.求挡板被粒子 击中的范围为多大？
作
系分析
用
概念：磁场对运动电荷的作用
大小：F=Bqv 洛伦兹力 方向：总垂直于B、v决定的平面，
用左手定则判定
Hale Waihona Puke 作用完整版ppt3
作用
洛伦兹力对电荷永不做功，若只有 洛伦兹力充当向心力，电荷 做匀速圆周运动
回旋加速器，质谱仪
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4
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5
关于安培力作用下导体的平衡问题
关于安培力作用下导体的平衡问题、安培力与 力学、电路相联系的综合问题，求解时要注意：
图6－3
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思路分析：由于粒子从同一点向各个方向发射， 粒子的运动轨迹构成绕S点旋转的一系列动态圆，每 一个运动轨迹圆周都是逆时针旋转，这样可以作出 打到最高点与最低点的粒子的轨迹，如图所示，由 此可根据带电粒子在匀强磁场中的运动规律确定所 求的范围．
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解析：如图所示，最高点A为 动态圆与MN相切时的切点，A为切 点，所以OA＝L.最低点B为动态圆 与MN相割且SB为直径时的点．带 电粒子在磁场中做圆周运动， 由 qv0B＝mvR02得 R＝mqvB0＝L，SB 为直
1．要正确地对通电导体进行受力分析，特别是 安培力的方向，牢记安培力的方向既和B垂直又和I 垂直．
2．由于B、I、L的方向关系涉及三维的立体空 间，为便于分析，要善于选择合理的角度，将立体 图转化为平面图(俯视图、剖视图、侧视图等)．平面 图中要突出B、I的方向，并根据左手定则进一步确 定安培力的方向．
2019-2020学年高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 章末综合检测(含解析)鲁科版选修3-1
章末综合检测一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(多选)某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5T，一根长为500 m的电线，电流为10 A，该导线可能受到的磁场力为( )A．0 B．0.1 NC．0.3 N D．0.4 N解析：当电流垂直于磁场时，电线所受的安培力最大，为F max＝BIL＝0.2 N，因此导线可能受到的磁场力大小是0～0.2 N.答案：AB2．有关磁感应强度的下列说法中，正确的是( )A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为l、通以电流I的导体，在磁场中某处受到的安培力为F，则该处磁感应强度的大小一定是FIlD．由定义式B＝FIl可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度就越小解析：A项是磁感应强度的物理意义，A正确；由F＝BIl sin θ知，F＝0时，B不一定为零，B错误；C项缺乏I⊥B的条件，故C错误；B＝FIl为定义式，B与F、I、l均无关，D错误，故选A.答案：A3．(多选)如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有( )A．A端接的是高压直流电源的正极B．A端接的是高压直流电源的负极C．C端是蹄形磁铁的N极D．C端是蹄形磁铁的S极解析：A端发射电子，要接高压直流电源的负极，轨迹向下偏，由左手定则判知，C端是N极．答案：BC4．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路．当开关S接通后，看到的现象是( )A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动解析：因为通电后，弹簧中每一圈之间的电流是同向的，互相吸引，弹簧缩短，电路就断开了，一断开就没电流了，弹簧就又掉下来，接通电路，之后弹簧重复前面的运动，故弹簧上下跳动． 答案：C5．图中的磁场区域以竖直虚线为界，两边磁感应强度B 1>B 2，当带电粒子从B 1区域运动到B 2区域后，粒子的( ) A ．速率将减小 B ．动能将减小 C ．周期将增大D ．周期将减小解析：粒子只受洛伦兹力作用速率不变、动能不变(洛伦兹力对运动电荷不做功)，由T ＝2πmqB得知，m 、q 不变，B 减小，T 增大，只有C 选项正确．答案：C6. 目前，世界上正在研究一种叫磁流体发电机的新型发电机．如图表示了它的发电原理：将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体的初速度为v ，两金属板的板长(沿初速度方向)为L ，板间距离为d ，金属板的正对面积为S ，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R ，等离子体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表的示数为I ，那么板间等离子体的电阻率为( )A.S d ⎝ ⎛⎭⎪⎫BdvI －RB.S d ⎝ ⎛⎭⎪⎫BLv I －RC.S L ⎝ ⎛⎭⎪⎫BdvI －R D.S L ⎝ ⎛⎭⎪⎫BLvI －R 解析：等离子体做匀速直线运动时，qvB ＝q U d，即U ＝Bdv ，当发电机稳定发电时，I ＝U R ＋r，r ＝ρd S ，解得ρ＝S d ⎝ ⎛⎭⎪⎫Bdv I －R ，故A 正确．答案：A7．(多选)如图所示的空间有水平向左的匀强电场E 和垂直纸面向里的匀强磁场B ，一质量m ，带电量q 的小环沿不光滑的竖直绝缘杆自静止开始下滑，则( ) A ．小环的加速度不断减小直至为零 B ．小环的加速度先增大后减小直至为零 C ．小环的速度先增大后减小直至为零 D ．小环的动能不断增大直至某一最大值解析：可假设小环带正电来进行分析，小环水平方向始终静止，合力为零，竖直方向从静止开始向下运动，故得：x ：qE ＝qvB ＋N ，y ：mg －μN ＝ma ，随速度v 的增大，N 先减小到零后又反向增大，a 先增大到g 后又减小到零再保持不变；当a ＝0时速度达到最大值，以后速度保持不变，故BD 选项正确． 答案：BD8．(多选)电磁轨道工作原理如图所示．待发射弹炮体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( ) A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍 B ．只将电流I 增加至原来的2倍 C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变解析：通电的弹体在安培力作用下加速运动，F 安＝BId ，B ＝kI ，故F 安∝I 2，根据动能定理F 安L ＝12mv 2得v ∝IL m ，故选项B 、D 正确，选项A 、C 错误．或根据运动学公式v 2＝2aL ，也可得出v ∝I L m. 答案：BD9．(多选)如图所示，abcd 是一个边长为L 的正方形区域，内有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向里，在ab 边的中点垂直ab 方向射入电量为q 、质量为m 的粒子(不计重力)，为使带电粒子只从ad 边射出，则粒子入射的速度大小可以是( ) A.2qBLmB.qBL mC.4qBL5mD.3qBL5m解析：粒子分别以最小速度、最大速度入射时的轨迹如图①②所示，由①得：2r ＝12L ，r＝14L ＝mv 小qB ，v 小＝qBL 4m .由②得：r 2＝L 2＋(r －L 2)2，r ＝54L ＝mv 大qB，v 大＝5qBL4m.B 、C 、D 选项的速度在上述速度范围之内，故B 、C 、D 正确．答案：BCD10．如图所示，通电圆线圈套在条形磁铁右端，磁场对通电线圈作用的结果是( ) A ．圆面有被拉大的倾向 B ．圆面有被压小的倾向 C ．线圈将向上平移 D ．线圈将向右平移解析：线圈处在如图所示的磁场中，线圈中电流的截面图上方向外，下方向里，由左手定则知受力如图所示，则在安培力的作用下，线圈有被压小的趋势，F 的水平分量将使线圈向左平移，故B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B11．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器．其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( )A．离子由加速器的中心附近离开加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量解析：回旋加速器的两个D形盒间隙分布周期性变化的电场，不断地给带电粒子加速使其获得能量；而D形盒处分布有恒定不变的磁场，具有一定速度的带电粒子在D形盒内受到磁场的洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动；洛伦兹力不做功，故不能使离子获得能量，C错；离子源在回旋加速器的中心附近，所以正确选项为D.答案：D12．(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差U CD，下列说法中正确的是( )A．电势差U CD仅与材料有关B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差U CD<0C．仅增大磁感应强度时，电势差U CD的绝对值变大D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平解析：若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，开始时电子向C侧面偏转，则电势差U CD<0，选项B正确；载流子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡时，设霍尔元件的长、宽、高分别为a 、b 、c ，则q |U CD |b ＝qvB ，I ＝nqSv ＝nqvbc ，所以|U CD |＝BInqc，电势差U CD 不仅与材料有关，选项A 错误；仅增大磁感应强度时，电势差U CD 的绝对值变大，选项C 正确；在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，选项D 错误． 答案：BC二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答，计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)如图带电液滴从h 高处自由下落，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直于纸面，电场强度为E ，磁感应强度为B ，已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周的半径是多少？解析：由题意知液滴做匀速圆周运动有：qvB ＝m v 2r，mg ＝qE ，从场外自由下落，机械能守恒mgh ＝12mv 2，解得r ＝EgB 2gh .答案：EgB2gh 14．(14分)某电子天平原理如图所示，E 形磁铁的两侧为N 极，中心为S 极，两极间的磁感应强度大小均为B ，磁极宽度均为L ，忽略边缘效应．一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C 、D 与外电路连接．当质量为m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I 可确定重物的质量．已知线圈匝数为n ，线圈电阻为R ，重力加速度为g .(1)供电电流I 是从C 端还是D 端流入？求重物质量与电流的关系． (2)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？解析：(1)秤盘和线圈向上恢复到未放置重物时的位置静止，说明安培力的方向向上，由左手定则即可判断出电流的方向是逆时针方向(从上向下看)，电流由C 流出，由D 流入．两极间的磁感应强度大小均为B ，磁极宽度均为L ，线圈匝数为n ，左右两侧受力相等，由F 安＝mg 和F 安＝2nBIL ，得m ＝2nBLgI .(2)设称量的最大质量为m 0，由m ＝2nBL g I 和P ＝I 2R ，得m 0＝2nBLgPR. 答案：见解析15．(14分)如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一重为3 N 的金属棒ab ，棒上通过3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：(1)匀强磁场的磁感应强度． (2)ab 棒对导轨的压力．(3)若要使B 取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值． 解析：(1)棒静止时，其受力如图所示则有：F ＝G tan 60°，即BIL ＝G tan 60°，B ＝3GIL＝3T.(2)ab 棒对导轨的压力与N 大小相等N ＝Gcos 60°＝6 N.(3)若要使B 取值最小，即安培力F 最小．显然当F 平行于斜面向上时，F 有最小值，此时B 应垂直斜面向上，且有：F ＝G sin 60°，所以B min IL ＝G sin 60°，B min ＝G sin 60°IL＝32T. 答案：(1) 3 T (2)6 N (3)B 应垂直斜面向上32T 16．(16分)如图所示，在水平线ab 的下方有一匀强电场，电场强度为E ，方向竖直向下，ab 的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．磁场中有一内、外半径分别为R 、3R 的半圆环形区域，外圆与ab 的交点分别为M 、N .一质量为m 、电荷量为q 的带负电粒子在电场中P 点静止释放，由M 进入磁场，从N 射出．不计粒子重力．(1)求粒子从P到M所用的时间t；(2)若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出，同样能由M进入磁场，从N射出．粒子从M到N的过程中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在Q时速度v0的大小．解析：(1)设粒子在磁场中运动的速度大小为v，所受洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m v23R①设粒子在电场中运动所受电场力为F，有F＝qE ②设粒子在电场中运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有F＝ma ③粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，有v＝at ④联立①②③④式得t＝3RBE⑤(2)粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，其周期与速度、半径无关，运动时间只由粒子所通过的圆弧所对的圆心角的大小决定．故当轨迹与内圆相切时，所用的时间最短．设粒子在磁场中的轨迹半径为r′，由几何关系可得(r ′－R )2＋(3R )2＝r ′2 ⑥设粒子进入磁场时速度方向与ab 的夹角为θ，即圆弧所对圆心角的一半，由几何关系知 tan θ＝ 3 R r ′－R ⑦粒子从Q 射出后在电场中做类平抛运动，在电场方向上的分运动和从P 释放后的运动情况相同，所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v .在垂直于电场方向上的分速度始终等于v 0，由运动的合成和分解可得 tan θ＝v v 0⑧联立①⑥⑦⑧式得 v 0＝qBR m⑨ 答案：(1)3RB E (2)qBR mLK。
高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用章末检测(
第6章磁场对电流和运动电荷的作用(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中正确的是( )A．安培力大小只跟磁场的强弱和电流的强度有关B．安培力的方向与磁场方向垂直，不一定与电流方向垂直C．若导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必定为零D．若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直解析：选D.由安培力公式F＝BIl sin θ及左手定则分析可知A、B、C错误，D正确．2.如图所示，abcd四边形闭合线框，a、d、c三点分别在三个正交坐标轴上，坐标值均等于L，整个空间处于平行于＋y方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示．关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是( )A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．cd边受到的安培力最大C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．ad边不受安培力作用解析：选B.bc边不受安培力，ad边的有效长度为L，故ab边和ad边受安培力大小相等．cd边长度为2L，受安培力最大，B选项正确．3．(·淮安高二检测)洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v，洛伦兹力F及磁场B的方向，圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是( )解析：选A.带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故洛伦兹力指向圆心，C、D错误．由左手定则判定A正确，B错误．故选A.4.如图所示，通电圆线圈套在条形磁铁右端，磁场对通电线圈作用的结果是( )A．圆面有被拉大的倾向B．圆面有被压小的倾向C．线圈将向上平移D．线圈将向右平移解析：选B.线圈处在如图所示的磁场中，线圈中电流的截面图上方向外，下方向里，由左手定则知受力如图所示，则在安培力的作用下，线圈有被压小的趋势，F的水平分量将使线圈向左平移．故选B.5.在半径为r的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v从A沿半径方向入射，并从C点射出，如图所示(O为圆心)．已知∠AOC＝120°.若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间( )A.2πr3vB.23π3vC.πr3vD.3πr3v解析：选D.如图，首先找出粒子做圆周运动的圆心O′，对应的圆心角为60°，设该粒子做圆周运动的周期为T，半径为R，则：R＝r ·cot 30°＝3r ，则t ＝16T ＝16·2πR v ＝3πr 3v，故选D. 二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)6．两个粒子带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则( )A ．若速率相等，则半径必相等B ．若质量相等，则周期必相等C ．若速度和质量的乘积大小相等，则半径必相等D ．若动能相等，则周期必相等 解析：选BC.已知两粒子q 相同、B 相同，则由半径公式R ＝mv qB 可知A 错误、C 正确；由周期公式T ＝2πm qB可知B 正确；因为动能相等，质量未必相等，D 错误．故选BC. 7.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x ，可以判断( )A ．若离子束是同位素，x 越大，离子质量越大B ．若离子束是同位素，x 越大，离子质量越小C ．只要x 相同，则离子质量一定相同D ．只要x 相同，则离子的荷质比一定相同解析：选AD.离子在电场中加速，有qU ＝12mv 2，在匀强磁场中偏转，有x ＝2R ＝2mv qB，联立两式，解得x ＝22U B ·m q，可判断A 、D 正确．B 、C 错误．故选AD. 8.如图所示，x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场．有两个质量相同、电荷量也相同的分别带正、负电的离子(不计重力)以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x 轴的夹角均为θ.则正、负离子在磁场中( )A ．运动时间相同B ．运动轨道半径相同C ．重新回到x 轴时速度大小和方向均相同D ．重新回到x 轴时距O 点的距离相同解析：选BCD.由半径公式R ＝mv qB 可知，B 正确；由左手定则确定正电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向上，而负电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向下，经过匀速圆周运动的旋转以后离O 点距离相等，可知C 、D 正确；圆心角不同，所以运动时间不同，A 错误．故选BCD.9.(2013·高考浙江卷)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P ＋和P 3＋，经电压为U 的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示，已知离子P ＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P ＋和P 3＋( )A ．在电场中的加速度之比为1∶1B ．在磁场中运动的半径之比为3∶1C ．在磁场中转过的角度之比为1∶2D ．离开电场区域时的动能之比为1∶3解析：选BCD.磷离子P ＋与P 3＋电荷量之比q 1∶q 2＝1∶3，质量相等，在电场中加速度a＝qEm ，由此可知，a 1∶a 2＝1∶3，选项A 错误；离子进入磁场中做圆周运动的半径r ＝mv qB，又qU ＝12mv 2，故有r ＝1B 2mU q ，即r 1∶r 2＝3∶1，选项B 正确；设离子P 3＋在磁场中偏角为α，则sin α＝d r 2，sin θ＝d r 1(d 为磁场宽度)，故有sin θ∶sin α＝1∶3，已知θ＝30°，故α＝60°，选项C 正确；全过程中只有电场力做功，W ＝qU ，故离开电场区域时的动能之比即为电场力做功之比，所以E k1∶E k2＝W 1∶W 2＝1∶3，选项D 正确．10．(2013·高考广东卷)如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b ，从O 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P 上．不计重力．下列说法正确的有( )A ．a 、b 均带正电B ．a 在磁场中飞行的时间比b 的短C ．a 在磁场中飞行的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近解析：选AD.带电离子打到屏P 上，说明带电离子向下偏转，根据左手定则，a 、b 两离子均带正电，选项A 正确；a 、b 两离子垂直进入磁场的初速度大小相同，电荷量、质量相等，由r ＝mv qB 知半径相同．b 在磁场中运动了半个圆周，a 的运动大于半个圆周，故a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近，飞行的路程比b 长，选项C 错误，选项D 正确；根据t θ＝T2π知，a 在磁场中飞行的时间比b 的长，选项B 错误． 三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)11．(12分)(·上海高二检测)1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10 km/s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图所示，若轨道宽为2 m ，长为100 m ，通过的电流为10 A ，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率有多大(轨道摩擦不计)?解析：由运动学公式求出加速度a ，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B .据2ax ＝v 2t －v 20得炮弹的加速度大小为a ＝v 2t 2x ＝10×10322×100m/s 2＝5×105 m/s 2.(4分) 据牛顿第二定律F ＝ma 得炮弹所受的安培力F ＝ma ＝2.2×10－3×5×105 N ＝1.1×103 N ，(2分)而F ＝BIL ，所以B ＝F IL ＝1.1×10310×2T ＝55 T ．(3分) 据P ＝Fv 得，P max ＝Fv ＝1.1×103×10×103 W ＝1.1×107 W ．(3分)答案：55 T 1.1×107 W12．(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区域的中心为O ，半径为r .当不加磁场时，电子束将通过O 点而打到屏幕的中心M 点．为了让电子束射到屏幕边缘P ，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B 应为多少？解析：电子在磁场中沿圆弧ab 运动，圆心为C ，半径为R .以v 表示电子进入磁场时的速度，m 、e 分别表示电子的质量和电荷量，则 eU ＝12mv 2，(3分) evB ＝mv 2R，(3分) 又有tan θ2＝r R，(3分) 由以上各式解得B ＝1r 2mUe tan θ2.(3分) 答案：1r 2mU e tan θ213．(16分)如图所示，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直xOy 平面向里，电场线平行于y 轴．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小球，从y 轴上的A 点水平向右抛出，经x 轴上的M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x 轴上的N 点第一次离开电场和磁场，MN 之间的距离为L ，小球过M 点时的速度方向与x 轴正方向的夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g ，求：(1)电场强度E 的大小和方向．(2)小球从A 点抛出时初速度v 0的大小．(3)A 点到x 轴的高度h .解析：(1)小球在x 轴下方的复合场中恰能做匀速圆周运动，静电力与重力平衡，Eq ＝mg ，得E ＝mg q，因小球带正电，故E 的方向竖直向上．(4分) (2)小球的运动轨迹如图所示，(2分)设圆的半径为R ，则由几何关系知R ＝L 2sin θ，设小球做圆周运动的速率为v ，有qvB ＝mv 2R ，得v ＝qBR m ＝qBL 2m sin θ，(2分) 故小球抛出的初速度v 0＝v cos θ＝qBL2m tan θ.(2分) (3)小球经M 点时的竖直分速度v y ＝v sin θ，(1分)在x 轴上方小球做平抛运动，故有v y ＝gt ，h ＝12gt 2，(2分) 由上式综合解得h ＝q 2B 2L 28m 2g.(3分) 答案：(1)mg q 竖直向上 (2)qBL 2m tan θ (3)q 2B 2L 28m 2g。
高中物理第6章静电场磁场对电流和运动电荷的作用第1节探究磁场对电流的作用课件鲁科版选修31
C．逆时针转动
D．向纸面内平动
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图 6-1-5
【解析】 方法一：等效分析法 把线圈 L1 等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流 L2 的中心，通电后， 小磁针的 N 极应指向该环形电流 L2 的磁场方向，由安培定则知 L2 产生的磁场方 向在其中心竖直向上，而 L1 等效成的小磁针转动前 N 极应指向纸里，因此应由 向纸里转为向上，所以从左向右看，线圈 L1 顺时针转动．
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[核心点击] 1．电动机转子的转动是由于通电线圈在磁场中受安培力作Байду номын сангаас产生的． 2．电流计的指针发生偏转，是在安培力的作用下产生的，而通过指针的偏 转角度便可知道电流的大小．
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4．如图 6-1-8 甲所示是磁电式电流计的结构图，图乙是磁极间的磁场分布 图，以下选项中正确的是( )
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[后思考] 安培力的方向与通电直导线方向、磁感应强度的方向有什么关系？ 【提示】 与导线方向、磁感应强度方向都垂直．
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[合作探讨] 如图 6-1-2 所示，把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁 针发生偏转．
图 6-1-2
第八页，共33页。
探讨 1：当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？ 【提示】 变快． 探讨 2：把小磁针放在距离导线稍近的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又 有什么变化？这说明什么？ 【提示】 变快；这说明电流大和磁场强时，小磁针受到的作用力大．
【答案】 ABC
第三十三页，共33页。
(4)若导线是弯曲的，公式中的 l 并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的 “有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度(如图 6-1-3 所示)，相应的电 流方向沿两端点连线由始端流向末端．
鲁科版选修31物理6.1探究磁场对电流的作用 课件 (共27张PPT)
磁感线穿过
安培力
左手定则判断安培力的方向
练习： 相关练习：顶尖P66
下图中表示通电直导线在磁场中的受力情况， 请标出电流方向或磁场力方向。
B
B
F
F
F
B
×
B
F=0 B
F
第一节 探究磁场对电流的作用
• 二。磁场对电流的力的作用（安培力） • 探究2，安培力的大小 • 大小与什么因素有关？ • 初步猜测： • 大小与磁场强弱，电流大小，在磁场中的
有效L：（红色）
• （可直接用于匀强磁场中）
• B。磁感应强度。单位：T
• L。电流大小。单位：m
B
• I。导线的有效长度。单位：A
• 首先。I必须在B中。
L
• 当I垂直于B，I即是有效值 F=BIL 最大
• 当I平行于B，有效I=0 F=0 最小
• 当I与B成夹角时，有效I为I在垂直B方向的分量。
F大小与B，I的方向关系
• 如何分别判断F方向与B，I的方向的关系？ • 控制变量法
想一想！以下几种情况会发生什么变
化？
（1）保持磁极位置不变，改变电流方向
（2）保持电流方向不变，对调磁极位置。
（3）同时改变电流方向和磁场方向。
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
磁场对电流的作用鲁科版课件
洛伦兹力的方向与粒子的运动方向和磁感应强度的方向有关，遵循左手定则。
磁场对电流的影响
磁场对电流的导电作用
磁场对电流的趋肤效应
磁场可以影响电流的导电过程，改变 电流的电阻值。
磁场可以使电流在导体表面集中，形 成电流密度增大的现象，称为趋肤效 应。
磁场对电流的磁滞效应
当电流在磁场中流动时，电流的路径 会受到磁场的磁滞效应影响，产生曲 折。
磁场对电流的作用鲁科版课件
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目录
• 磁场的基本概念 • 电流的基本概念 • 磁场对电流的作用 • 磁场对电流作用的实例 • 磁场对电流作用的应用前景
01
磁场的基本概念
磁场的定义
总结词
磁场是一种物理场，它是由磁体或电流产生的，对处于其中的磁体或电流产生 作用力。
详细描述
磁场是由磁体或电流产生的，它存在于磁体周围的空间中，对处于其中的磁体 或电流产生作用力。这个作用力是磁场的基本特性，也是磁场存在的原因。
2
安培力的大小与电流的大小和磁感应强度的大小成正比，与
电流和磁感应强度之间的夹角有关。
安培力的方向
安培力的方向与电流的方向和磁感应强度的方向有关，遵循 左手定则。
洛伦兹力
洛伦兹力
当带电粒子在磁场中运动时，粒子会受到一个与磁场方向和粒子运动方向都垂直的力，这个力被 称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小
洛伦兹力的大小与粒子的电荷量、速度和磁感应强度的大小成正比。
电磁继电器利用磁场对电 流的作用力，控制电路的 通断，实现自动控制。
电磁铁门锁
电磁铁门锁利用磁场对电 流的作用力，实现门锁的 开启和关闭。
电磁铁起重机
电磁铁起重机利用磁场对 电流的作用力，实现重物 的吸附和释放。
高中物理磁场对电流和运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用课件鲁科版共28页文档
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
谢谢！
高中物理磁场对电流和运动 电荷的作用磁场对运动电荷
的作用课件鲁科版
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
2021-2022学年高中鲁科版物理选修3-1课件：第6章磁场对电流和运动电荷的作用章末综合提升
章末综合提升
1
巩固层·知识整合
2
提升层·能力强化
[解析] (1)由于棒在斜面上处于静止状态，故棒受力平衡。棒共 受三个力的作用：重力大小为 mg，方向竖直向下；弹力垂直于斜面， 大小随安培力的变化而变化；安培力的方向始终与磁场方向及电流 方向垂直，大小随磁感应强度的大小的变化而变化。但由平衡条件 知，弹力与安培力的合力必与重力 mg 等大、反向，故当安培力方向 与弹力方向垂直，即沿斜面向上时，安培力最小，即
章末综合提升
1
巩固层·知识整合
2
提升层·能力强化
1．安培力的大小 (1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝IlB。 (2)当通电导体和磁场方向平行时，F＝0。 (3)当通电导体和磁场方向的夹角为 θ 时，F＝IlBsin θ。
章末综合提升
2．安培力的方向Leabharlann 1巩固层·知识整合
2
提升层·能力强化
(1)安培力的方向由左手定则确定。
章末综合提升
1
巩固层·知识整合
2
提升层·能力强化
BminIl＝mgsin α， 所以 Bmin＝mgsIiln α。 由左手定则知，Bmin 的方向应垂直斜面向上。
章末综合提升
1
巩固层·知识整合
2
提升层·能力强化
(2)棒静止在斜面上，又对斜面无压力，则棒只受两个力的作用， 即竖直向下的重力 mg 和竖直向上的安培力 F 的作用，由平衡条件知 F＝mg，所以有 BIl＝mg，故 B＝mIlg。
v∥B，匀__速__直__线__运动 v⊥B，匀__速__圆__周__运动：r＝
mv qB
鲁科版高中物理选修3-1第三章 磁场对电流和运动电荷的作用 .docx
高中物理学习材料桑水制作高中物理鲁科版3–1第三章磁场对电流和运动电荷的作用全章测评一、选择题。
共12小题，共48分。
下列各小题中，有的有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，选错或不选的得0分。
1、R1和R2分别标有“2Ω、1.0A”和“4Ω、0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为（）A. 6.0 WB. 5.0 WC. 3.0 WD. 1.5 W2、在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。
开关闭合后，灯泡L能正常发光。
当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（）A．灯泡L将变暗B．灯泡L将变亮C．电容器C的电量将减小D．电容器C的电量将增大3、分别测量两个电池的路端电压和电流，得到如图所示的a、b两条U-I图线，比较两图线，可得出结论（）A．a电池的电动势较小、内阻较大B．a电池的电动势较大、内阻较大C．b电池的电动势较大、内阻较小D．b电池的电动势较小、内阻较大4、在研究微型电动机的性能时，可采用图所示的实验电路。
当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。
则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（）A．电动机的输出功率为8 w B．电动机的输出功率为30 WC．电动机的内电阻为2 Ω D．电动机的内电阻为7.5 Ω5、关于闭合电路的性质，下列说法不正确的是（）A.外电路断路时，路端电压最高B.外电路短路时，电源的功率最大C.外电路电阻变大时，电源的输出功率变大D.不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变6、如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，电阻R1＞R2，在两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是（）A.电源内部产生电热较多的是乙电路B.R1上产生的电热比R2上产生的电热多C.电源做功较多的是甲电路D.甲、乙两电路中电源做功相等7、如图甲所示，在滑动变阻器的滑动触头P从一端滑到另一端的过程中，两块理想电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值和定值电阻R0的值分别为（ ）A.3Ω，12ΩB.15Ω，3ΩC.12Ω，3ΩD.4Ω，15Ω8、如图所示，一电压表和可变电阻器R 串联后接在一个电压恒定的电源两端，如 果可变电阻的阻值减小到原来的41，电压表的示数将由U 变为2U ，则（ ）A ．流过R 的电流将增大到原来的2倍B ．R 两端的电压将减来原来的21C ．R 上消耗的功率将变为原来的21D ．当R 阻值变为零时，电压表示数将增大到3U9、如图所示电路的三根导线中有一根是断的。
高中物理第六章磁场对电流和运动电荷的作用章末过关检测鲁科版选修3-1(2021年整理)
2018年高中物理第六章磁场对电流和运动电荷的作用章末过关检测鲁科版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018年高中物理第六章磁场对电流和运动电荷的作用章末过关检测鲁科版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018年高中物理第六章磁场对电流和运动电荷的作用章末过关检测鲁科版选修3-1的全部内容。
第六章磁场对电流和运动电荷的作用章末过关检测(六）（时间：60分钟，满分:100分）一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（)A．甲图中,导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离解析：选B。
甲、丙、丁中小磁针或导线所受磁场力都是导线中电流产生的磁场给的力，但乙中的磁场是磁铁产生的．2．(2018· 河北冀州中学高二上月考）下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是( ）解析：选B.对A，由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，A错误;对B，磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左,B正确；对C,由左手定则可知,洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，C错误;对D，通电螺线管产生的磁场的方向沿螺线管的轴线的方向，由图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，D错误．3。
如图所示,台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是( ）A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．N1＝N2D．N1〈N2解析：选B。
鲁科版高中物理选修3-1第六章 磁场对电流和运动电荷的作用 .docx
高中物理学习材料唐玲收集整理高中物理鲁科版3–1第六章磁场对电流和运动电荷的作用全章测评(时间:90分钟,总分:100分)一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.下列天体周围都有磁场，其中指南针不能在其上工作的是（）A.地球B.太阳C.月亮D.火星2.软铁棒放在永磁体的旁边能被磁化，这是由于（）A.在永磁体磁场作用下，软铁棒中形成了分子电流B.在永磁体磁场作用下，软铁棒中的分子电流消失了C.在永磁体磁场作用下，软铁棒中分子电流的取向变得大致相同D.在永磁体磁场作用下，软铁棒中分子电流的取向变得更加杂乱无章3.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（）A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地点向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转4.某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10-5 T，一根长为500 m的电线，电流为10 A，该导线可能受到的磁场力为（）A.0B.0.1 NC.0.3 ND.0.4 N5.磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是（）A.使磁场成圆柱形，以便框转动B.使线圈平面在水平位置与磁感线平行C.使线圈平面始终与磁感线平行D.为了使磁场分布规则6.直导线ab长为L，水平放置在匀强磁场中，磁场方向如图6-6，磁感应强度为B，导线中通有恒定电流，电流为I，则…（）图6-6A.导线所受安培力大小为BILB.若电流方向由b 向a ，则安培力方向竖直向上C.若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变成BIL sin αD.若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变为BIL cos α7.如图6-7所示，矩形线圈ab cd 放置在水平面内，磁场方向与水平面成α角，已知sin α＝54，线圈面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，则通过线圈的磁通量为（ ）图6-7A.BSB.54BSC.53BSD.43BS 8.如图6-8所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN 垂直于纸面向外运动，可以（ ）图6-8A.将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极B.将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极C.将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极D.将a 、c 端接在交流电源的一端，b 、d 端接在交流电源的另一端9.如图6-9所示，空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m ＝1 kg 的带正电的绝缘小滑块，开始静止在绝缘粗糙的斜面底端.从某时刻滑块突然受到一个沿斜面向上的冲量I ＝10 N ·s ，滑块沿斜面先向上后向下运动，当滑块滑到离地面1 m 高处时，滑块速度大小为4 m/s.关于滑块在整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是（ ）图6-9A.一直垂直斜面向上B.一直垂直斜面向下C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上10.如图6-10所示，在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图6-10中的哪一个(实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹)（）图6-1011.如图6-11所示，两个完全相同的圆形线圈能在一个光滑的圆柱上自由移动，设大小不同、方向相同的电流I1、I2分别按图示方向通入圆形线圈，则两个线圈的运动情况（）图6-11A.都绕圆柱转动B.彼此相向运动，具有大小相等的加速度C.彼此相向运动，电流较大的加速度较大D.彼此背向运动，电流较大的加速度较大12.如图6-12所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经P点进入板间的运动过程中不可能的是（）图6-12A.其动能将会增大B.其电势能将会增大C.小球所受的洛伦兹力将会增大D.小球所受的电场力将会增大二、填空题（本题共有4小题，每题6分，共24分）13.如果两者以相同的速度进入磁场中，则其圆运动的轨道半径之比是_______；如果两者以相同的动量进入磁场中，则其圆运动的轨道半径之比是_______；如果两者以相同的动能进入磁场中，则其圆运动的轨道半径之比是_______.14.如图6-13所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度为_______，a是电源的_______极.图6-1315.一个带电微粒在如图6-14所示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.则该带电微粒必然带_______，旋转方向为_______.若已知圆半径为r，电场强度为E，磁感应强度为B，则线速度为_______.图6-1416.1998年升空的α磁谱仪探索太空中存在的反物质和暗物质，利用质谱仪可测定太空中粒子的比荷.如图6-15所示，当太空中的某一粒子从O点垂直进入磁感应强度B=10 T的匀强磁场后，沿半圆周运动到达P点，测得O P距离为10 cm，从P点离开磁场到Q点，电子计时器记录数据为10-8 s，已知PQ间距离为50 cm，则该粒子的比荷为_______，它可能是_______(填“电子”“正电子”“质子”或“反质子”).图6-15三、计算题（共28分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17.（8分）如图6-16，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角，求：图6-16(1)棒ab受到的摩擦力；(2)棒ab对导轨的压力.18.（8分）如图6-17所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成30v射入磁场（电子质量为m，电荷量为e），求：图6-17（1）它们从磁场中射出时相距多远？（2）射出的时间差是多少？19.（12分）如图6-18所示，质量m＝1.0×10-4kg的小球放在绝缘的水平面上，小球带电荷量q＝2.0×10-4C，小球与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，外加水平向右的匀强电场E=5 V/m，垂直纸面向外的匀强磁场B＝2 T，小球从静止开始运动.(1)小球具有最大加速度的值为多少？(2)小球的最大速度为多少?(g取10 m/s2)图6-18参考答案1解析：选项的四个天体之中只有火星没有全球性的磁场，因此指南针不能在其上工作.答案：D2解析：安培提出的分子电流假说认为，磁性物质微粒中本来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的，对外不显示磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化.只有选项C是正确的.答案：C3解析：地球表面地磁场方向由南向北，电子带负电.根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中所受洛伦兹力方向向西.答案：C4解析：当电流垂直于磁场时，电线所受的安培力最大，为F max＝BIL＝0.2 N，因此导线可能受到的磁场力大小是0至0.2 N之间的值.答案：AB5解析：磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是使线圈平面始终与磁感线平行.答案：C6答案：A7解析：因为Φ=BS sinα，所以正确选项为B.答案：B8解析：这是直线电流在螺线管产生的磁场中的问题，利用右手螺旋定则判断磁场，利用左手定则判断受力方向.将a接正、b接负，电流方向为M→N.c接正、d接负极，由右手螺旋定则可知，线圈上端为N极.由左手定则可知MN向外运动，A正确.b接正极时，电流方向为N→M，d接正极时线圈下端为N极，由此可判断MN向外运动，B正确.a接正极时，电流方向为M→N，d接正极时，线圈下端为N极，可判断MN向里运动，C错误.MN中与线圈中虽然通以交流电，但由于ab 与cd 是并联在电源上，当电流为M →N 时，线圈中电流为c →d ，而当电流为N →M 时，线圈中电流为d →c ，由以上判断A 、B 的方法可知D 正确.答案：ABD9解析：本题以带电绝缘滑块在磁场中运动为知识背景，通过与力学知识的综合，考查分析和推理能力以及对知识的综合应用能力.滑块受到一斜向上的冲量后，沿斜面向上运动，根据左手定则，受到垂直斜面向下的洛伦兹力.滑块返回过程中受洛伦兹力方向也相反.答案：D10解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为：r =qBmv ，带电粒子到M 点与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，动量不改变，碰撞后的运动轨迹圆的半径也不改变，因此选项A 正确.答案：A11解析：使用等效分析法，两个环形电流相当于两个磁极相反的小磁针，相互排斥；由牛顿第三定律可知，它们之间的作用力等大、反向，因此加速度大小相等、方向相反，故选B. 答案：B12解析：由题意可知，小球带正电，小球从稍低些的b 点开始自由滑下，在经P 点进入板间的运动的初速度变小了，初始洛伦兹力也变小了.但是在复合场中运动时，偏离直线向下运动，电场力做负功，重力做正功，速度增加，动能增加，洛伦兹力也增加，选项A 、B 、C 是正确的.电场力与运动电荷的速度无关，大小计算式为：F ＝qE ，所以电场力大小不变，选项D 符合题意.答案：D13解析：因为qvB ＝m qB mv r r v m ,2，所以当速度相同时，r 质∶r α＝aa q m q m :质质＝1∶2；当动量相同时，r 质∶r α＝a q q 1:1质＝2∶1；当动能相等时，qvB ＝m qB mv ，得r ＝qB mv ，又由E k ＝21mv 2，可得：r ＝qBmE k 2，r 质∶r α＝a a q m q m :质质. 答案：1∶2 2∶1 1∶114解析：最后等离子体匀速通过电磁场，所以有qvB =qd U ，所以v =Bd U .由左手定则可知a 是电源的正极. 答案：BdU 正 15解析：因为必须有电场力与重力平衡，所以必为负电；由左手定则得逆时针转动；再由关系式mg =qE 和r =qB mv 得v =E Brg . 答案：负电 逆时针 EBrg 16解析：以带电粒子在匀强磁场中的运动为知识背景.由左手定则知该粒子带负电v =2781052m/s,105m/s 105.0--⨯==⨯==OP PQs r t s m 据r =Bqmv 得 2710510105-⨯⨯⨯==Br v m q C/kg 质子的比荷kg1066.1C 106.12719--⨯⨯=m q ，故该粒子为反质子. 答案：108 C/kg 反质子17解析：由题意可知，安培力大小F 安＝BIL ，与磁场方向垂直向上，与竖直方向成θ角，金属杆还受竖直向下的重力mg 、水平导轨的支持力F N 和静摩擦力的作用.金属杆ab 静止，合外力为零，则有：F ＝BIL sin θ，F N +BIL cos θ＝mg ，所以棒ab 对导轨的压力F 压＝mg -BIL cos θ. 答案：(1)BIL sin θ (2)mg -BIL cos θ18解析：正负电子的半径和周期是相同的，只是偏转方向相反.先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形.所以两个射出点相距2r ，由题图还看出经历时间相差2T/3.答案：（1）射出点相距s =Bemv 2 （2）时间差为Δt =Bq m 3π4 19解析：小球受到的电场力F 电水平向右，洛伦兹力F 洛竖直向下，滑动摩擦力F 滑水平向左.当刚开始运动时，速度为零，洛伦兹力为零，滑动摩擦力最小，合外力最大，小球具有的加速度最大，ma max ＝qE -μmg ，所以a max ＝8 m/s 2.当速度增大时，洛伦兹力增大，滑动摩擦力增大，合外力减小，加速度减小，速度增加，当电场力等于滑动摩擦力时，加速度为零，达到最大速度v max .则有：μ(mg +qv max B)＝q E ，所以：v max ＝10 m/s.答案：(1)8 m/s 2 (2)10 m/s。
磁场对电流的作用鲁科版课件
电磁铁在医疗领域中也有着广泛的应用，如核磁共振成像、电磁波治疗 等。它可以用于检测病变、治疗疾病等方面，为医疗事业的发展做出了 重要的贡献。
电磁感应的应用
交流电的产生 交流电是由磁场的变化产生的，通过使用电磁感应的原理， 可以将机械能转化为电能，实现交流电的产生。
变压器的应用 变压器是利用电磁感应的原理实现电压变换的装置。通过 使用变压器，可以实现高压输电和低压用电的转换，满足 不同设备的用电需求。
磁场具有穿透性
磁场能够穿过某些物质， 如铜、铝等非磁性物质。
电流在磁场中的受力情况
安培力
安培力是磁场对电流的作用力，大小与电流和磁感应强度的乘积成正比，方向垂 直于电流和磁感应强度的向量。
安培力在直流电机、发电机和变压器等电气设备中有着广泛的应用，是实现电能 和机械能转换的关键因素。
洛伦兹力
洛伦兹力是磁场对带电粒子的作用力，大小与带电粒子的电 荷量和速度的乘积成正比，方向垂直于速度和磁感应强度的 向量。
洛伦兹力实验
总结词
洛伦兹力实验是研究带电粒子在磁场中运动 的实验，通过观察带电粒子在磁场中的偏转 现象，可以验证磁场对电流的作用。
详细描述
在洛伦兹力实验中，将带电粒子射入磁场， 观察到粒子受到力的作用而发生偏转。这一 现象表明磁场对带电粒子施加了作用力，即 洛伦兹力。实验中需注意粒子速度、磁场强 度以及粒子荷质比等因素对洛伦兹力大小和
感应加热的应用 感应加热是利用电磁感应的原理实现物体加热的装置。通 过使用感应加热，可以实现快速、高效、均匀的加热，广 泛应用于金属热处理、熔炼等领域。
磁记录技术的应用
硬盘存储
硬盘存储是利用磁记录技术实现 的存储设备。通过使用磁记录技 术，可以将大量数据存储在硬盘 中，实现数据的长期保存和快速
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第6章 磁场对电流和运动电荷的作用(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中正确的是( )A ．安培力大小只跟磁场的强弱和电流的强度有关B ．安培力的方向与磁场方向垂直，不一定与电流方向垂直C ．若导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必定为零D ．若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直 解析：选D.由安培力公式F ＝BIl sin θ及左手定则分析可知A 、B 、C 错误，D 正确．2.如图所示，abcd 四边形闭合线框，a 、d 、c 三点分别在三个正交坐标轴上，坐标值均等于L ，整个空间处于平行于＋y 方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I ，方向如图所示．关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是( )A ．ab 边与bc 边受到的安培力大小相等B ．cd 边受到的安培力最大C ．cd 边与ad 边受到的安培力大小相等D ．ad 边不受安培力作用解析：选B.bc 边不受安培力，ad 边的有效长度为L ，故ab 边和ad 边受安培力大小相等．cd 边长度为2L ，受安培力最大，B 选项正确．3．(·淮安高二检测)洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v ，洛伦兹力F 及磁场B 的方向，圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是( )解析：选A.带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故洛伦兹力指向圆心，C 、D 错误．由左手定则判定A 正确，B 错误．故选A.4.如图所示，通电圆线圈套在条形磁铁右端，磁场对通电线圈作用的结果是( )A ．圆面有被拉大的倾向B ．圆面有被压小的倾向C ．线圈将向上平移D ．线圈将向右平移解析：选B.线圈处在如图所示的磁场中，线圈中电流的截面图上方向外，下方向里，由左手定则知受力如图所示，则在安培力的作用下，线圈有被压小的趋势，F 的水平分量将使线圈向左平移．故选B.5.在半径为r 的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v从A 沿半径方向入射，并从C 点射出，如图所示(O 为圆心)．已知∠AOC ＝120°.若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间( )A.2πr 3vB.23π3vC.πr3v D.3πr 3v解析：选D.如图，首先找出粒子做圆周运动的圆心O ′，对应的圆心角为60°，设该粒子做圆周运动的周期为T ，半径为R ，则：R ＝r ·cot 30°＝3r ，则t ＝16T ＝16·2πR v ＝3πr 3v，故选D. 二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)6．两个粒子带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则( )A ．若速率相等，则半径必相等B ．若质量相等，则周期必相等C ．若速度和质量的乘积大小相等，则半径必相等D ．若动能相等，则周期必相等 解析：选BC.已知两粒子q 相同、B 相同，则由半径公式R ＝mv qB 可知A 错误、C 正确；由周期公式T ＝2πm qB可知B 正确；因为动能相等，质量未必相等，D 错误．故选BC. 7.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x ，可以判断( )A ．若离子束是同位素，x 越大，离子质量越大B ．若离子束是同位素，x 越大，离子质量越小C ．只要x 相同，则离子质量一定相同D ．只要x 相同，则离子的荷质比一定相同解析：选AD.离子在电场中加速，有qU ＝12mv 2，在匀强磁场中偏转，有x ＝2R ＝2mv qB，联立两式，解得x ＝22U B ·m q，可判断A 、D 正确．B 、C 错误．故选AD. 8.如图所示，x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场．有两个质量相同、电荷量也相同的分别带正、负电的离子(不计重力)以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x 轴的夹角均为θ.则正、负离子在磁场中( )A ．运动时间相同B ．运动轨道半径相同C ．重新回到x 轴时速度大小和方向均相同D ．重新回到x 轴时距O 点的距离相同 解析：选BCD.由半径公式R ＝mv qB 可知，B 正确；由左手定则确定正电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向上，而负电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向下，经过匀速圆周运动的旋转以后离O 点距离相等，可知C 、D 正确；圆心角不同，所以运动时间不同，A 错误．故选BCD.9.(2013·高考浙江卷)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P ＋和P 3＋，经电压为U 的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示，已知离子P ＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P ＋和P 3＋( )A ．在电场中的加速度之比为1∶1B ．在磁场中运动的半径之比为3∶1C ．在磁场中转过的角度之比为1∶2D ．离开电场区域时的动能之比为1∶3解析：选BCD.磷离子P ＋与P 3＋电荷量之比q 1∶q 2＝1∶3，质量相等，在电场中加速度a＝qE m ，由此可知，a 1∶a 2＝1∶3，选项A 错误；离子进入磁场中做圆周运动的半径r ＝mv qB，又qU ＝12mv 2，故有r ＝1B 2mU q ，即r 1∶r 2＝3∶1，选项B 正确；设离子P 3＋在磁场中偏角为α，则sin α＝d r 2，sin θ＝d r 1(d 为磁场宽度)，故有sin θ∶sin α＝1∶3，已知θ＝30°，故α＝60°，选项C 正确；全过程中只有电场力做功，W ＝qU ，故离开电场区域时的动能之比即为电场力做功之比，所以E k1∶E k2＝W 1∶W 2＝1∶3，选项D 正确．10．(2013·高考广东卷)如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b ，从O 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P 上．不计重力．下列说法正确的有( )A ．a 、b 均带正电B ．a 在磁场中飞行的时间比b 的短C ．a 在磁场中飞行的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近解析：选AD.带电离子打到屏P 上，说明带电离子向下偏转，根据左手定则，a 、b 两离子均带正电，选项A 正确；a 、b 两离子垂直进入磁场的初速度大小相同，电荷量、质量相等，由r ＝mv qB 知半径相同．b 在磁场中运动了半个圆周，a 的运动大于半个圆周，故a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近，飞行的路程比b 长，选项C 错误，选项D 正确；根据t θ＝T2π知，a 在磁场中飞行的时间比b 的长，选项B 错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)11．(12分)(·上海高二检测)1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10 km/s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图所示，若轨道宽为2 m ，长为100 m ，通过的电流为10 A ，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率有多大(轨道摩擦不计)?解析：由运动学公式求出加速度a ，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B .据2ax ＝v 2t －v 20得炮弹的加速度大小为a ＝v 2t 2x ＝ 10×103 22×100m/s 2＝5×105 m/s 2.(4分) 据牛顿第二定律F ＝ma 得炮弹所受的安培力F ＝ma ＝2.2×10－3×5×105 N ＝1.1×103 N ，(2分)而F ＝BIL ，所以B ＝F IL ＝1.1×10310×2T ＝55 T ．(3分) 据P ＝Fv 得，P max ＝Fv ＝1.1×103×10×103 W ＝1.1×107 W ．(3分)答案：55 T 1.1×107 W12．(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区域的中心为O ，半径为r .当不加磁场时，电子束将通过O 点而打到屏幕的中心M 点．为了让电子束射到屏幕边缘P ，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B 应为多少？解析：电子在磁场中沿圆弧ab 运动，圆心为C ，半径为R .以v表示电子进入磁场时的速度，m 、e 分别表示电子的质量和电荷量，则eU ＝12mv 2，(3分) evB ＝mv 2R，(3分) 又有tan θ2＝r R，(3分) 由以上各式解得B ＝1r 2mUe tan θ2.(3分) 答案：1r 2mUe tan θ213．(16分)如图所示，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直xOy 平面向里，电场线平行于y 轴．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小球，从y 轴上的A 点水平向右抛出，经x 轴上的M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x 轴上的N 点第一次离开电场和磁场，MN 之间的距离为L ，小球过M 点时的速度方向与x 轴正方向的夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g ，求：(1)电场强度E 的大小和方向．(2)小球从A 点抛出时初速度v 0的大小．(3)A 点到x 轴的高度h .解析：(1)小球在x 轴下方的复合场中恰能做匀速圆周运动，静电力与重力平衡，Eq ＝mg ，得E ＝mg q，因小球带正电，故E 的方向竖直向上．(4分) (2)小球的运动轨迹如图所示，(2分)设圆的半径为R ，则由几何关系知R ＝L 2sin θ，设小球做圆周运动的速率为v ，有qvB ＝mv 2R ，得v ＝qBR m ＝qBL 2m sin θ，(2分) 故小球抛出的初速度v 0＝v cos θ＝qBL2m tan θ.(2分) (3)小球经M 点时的竖直分速度v y ＝v sin θ，(1分)在x 轴上方小球做平抛运动，故有v y ＝gt ，h ＝12gt 2，(2分) 由上式综合解得h ＝q 2B 2L 28m 2g.(3分) 答案：(1)mg q 竖直向上 (2)qBL 2m tan θ (3)q 2B 2L 28m 2g。