练习二电磁感应和带电粒子的偏转

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人教版初中高中物理选修二第二章《电磁感应》经典练习题(含答案解析)(3)

一、选择题1．科学家发现一种新型合金材料N 45Co5n40Sn10i M （），只要略微加热该材料下面的铜片，这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。

将两个相同的条状新型合金材料竖直放置，在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈，如图甲、乙所示。

现对两条状新型合金材料下面的铜片加热，则（）A ．甲图线圈有收缩的趋势B ．乙图线圈有收缩的趋势C ．甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D ．乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流2．如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（）A ．如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属B ．通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C ．真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D ．如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多3．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动。

则PQ 所做的运动是（）A ．向右加速运动B ．向左减速运动C ．向右减速运动或向左加速运动D ．向右加速运动或向左减速运动 4．如图所示，一宽为40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s ，通过磁场区域。

在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t=0时，则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（电流沿逆时针绕向为正）（）A．B．C．D．5．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。

实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。

下列说法正确的是（）A．图1中，A1与L1的电阻值相同B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等6．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法错误的是（）A．O时刻线圈中感应电动势不为零B．D时刻线圈中感应电动势为零C．D时刻线圈中感应电动势最大D．由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V7．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。

电磁感应解题技巧及练习

电磁感应专题复习（重要）基础回顾（一）法拉弟电磁感应定律1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比E＝nΔΦ/Δt（普适公式）当导体切割磁感线运动时，其感应电动势计算公式为E＝BLVsinα2、E＝nΔΦ/Δt与E＝BLVsinα的选用①E＝nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势，一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E＝BLVsinα可计算平均动势，也可计算瞬时电动势。

③直导线在磁场中转动时，导体上各点速度不一样，可用V平=ω（R1+R2）/2代入也可用E＝nΔΦ/Δt 间接求得出 E＝BL2ω/2（L为导体长度，ω为角速度。

）（二）电磁感应的综合问题一般思路：先电后力即：先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r。

再进行“路”的分析-------分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便安培力的求解。

然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象（如金属杆、导体线圈等）的受力情况尤其注意其所受的安培力。

按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。

最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。

【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题（2006、广东）如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。

电磁感应同步练习题

电磁感应同步练习（一）电磁感应现象1．面积为S 的线圈从平行于磁感强度为B 的匀强磁场的位置转过60°角时，穿过线圈的磁通量改变了多少？若这一线圈平面从垂直于磁场的位置转过60°角时，穿过线圈平面的磁通量又改变了多少？2．以下说法中正确的有（）A ．只要有磁感线穿过导体闭合面，导体中就会产生感应电流B ．只要闭合电路的一部分导体在磁场中运动，导线中就一定产生感应电流C ．一段不闭合的导线在磁场中运动，导线两端可能会有电势差D ．放在磁场中的闭合线圈，只要磁场有变化，线圈中就会有感应电流3．如图17-5所示，匀强磁场的磁感强度B=0.20T ，方向沿x 轴正方向，且ab=40cm ，bc=30cm ，ac=50cm ，且abc 所在平面与xOz 平面平行，分别求出通过面积abod 、bofc 、acfd 的磁通量1Φ、2Φ、3Φ。

4．关于磁通量的概念，下列说确的是：（）A 磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B 穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感强度不一定为零C 磁感强度越大，线圈面积越大，D 穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量5．下列那些情况会产生感应电流：（）6．如图所示，矩形线框abcd 的一边ad 恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是（）A ．绕ad 边为轴转动B ．绕oo ′为轴转动C ．绕bc 边为轴转动D ．绕ab 边为轴转动7．如图所示，平行金属导轨的左端连有电阻R ，金属导线框ABCD 的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸。

当线框ABCD 沿导轨向右运动时，线框ABCD 中有无闭合电流？____；电阻R 上有无电流通过？____电磁感应同步练习（二）法拉第电磁感应定律 — 感应电动势的大小1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（）A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（）A ．线圈中O 时刻感应电动势最大B ．线圈中D 时刻感应电动势为零C ．线圈中D 时刻感应电动势最大 D ．线圈中O 至D 时间平均感电动势为0.4V3．如图所示，线圈有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带____电，若线圈的匝数为n ，平行板电容器的板间距离为d ，粒子的质量为m ，带电量为q ，则磁感应强度的变化率为____ (设线圈的面积为S)．4．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m 的金属棒ab ，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T ．当用外力使棒ab 以速度v=5m ／s 右移时，ab 棒中产生的感应电动势ε=____ ，通过ab 棒的电流I=____ ．ab 棒两端的电势差U ab =____ ，在电阻R 上消耗的功率P R =____ ，在ab 棒上消耗的发热功率P r=____ ，切割运动中产生的电功率P=____ ．5．将一条形磁铁插入螺线管线圈。

带电粒子在磁场中的偏转专题练习

带电粒子在磁场中的偏转一、分析问题的思路回顾：1、常用的基本公式2、解决此类问题的一般步骤：3、突破问题的难点：二、解决问题的方法归纳：【例一】如图，在一水平放置的平板 MN 的上方有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m 、带电荷量为+q 的粒子，以相同的速率v.沿位于纸面内的各个方向，由小孔O 射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中.哪个图是正确的（）【变式1】：如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab 的距离L=16cm 处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=4.8x106 m/s,已知α粒子的电荷与质量之比q/m=5.0x107C/kg 现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab 上被α粒子打中的区域的长度.sa L.【例二】如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直左边界射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角θ是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？【变式1】若初速度向下与左边界成60°，要求电子不从右边界穿出，则初速度有什么要求？（仅完成作图和不计算）【变式2】若初速度向上与左边界成60°，要求电子不从右边界穿出，则初速度有什么要求？（仅完成作图和不计算）【变式3】如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围．（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．【例题3】长为L 的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图，磁感强度为B ，板间距离也为L ，板不带电，现有质量为m ，电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（） A ．使粒子的速度v ＜BqL/4m B ．使粒子的速度v ＞BqL/m C ．使粒子的速度v ＞5BqL/4m D ．使粒子速度BqL/4m ＜v ＜5BqL/4m【变式1】一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度v 从金属板的左端射入板间，为了使这些正电荷都不从板间穿出，这些带电粒子的速度需满足什么条件?MNd5dB＋v ＋ v ＋ v ＋v【例题4】圆形区域内存在垂直纸面的半径为R 的匀强磁场，磁感强度为B ，现有一电量为q 、质量为m 的正离子从a 点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60°，求此离子在磁场区域内飞行的时间及射出的位置。

带电粒子在磁场中偏转的题型

带电粒子在磁场中的偏转一．带电粒子在磁场中偏转的临界问题1：解决此类问题的关键是:找准临界点.2：找临界点的方法是:以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口,借助半径R和速度v （或磁场B）之间的约束关系进行动态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点,然后利用数学方法求解极值,常用结论如下:（1）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.（2）当速度v一定时,弧长（或弦长）越长,圆周角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.（3）当速率v变化时,圆周角大的,运动时间越长.例题1：如图所示, 匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD 边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入, 入射方向与CD边界间夹角为θ. 已知电子的质量为m,电荷量为e, 为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大?练习：一带正电的粒子（不计重力）以速度v从P点进入磁感应强度为B的匀强磁场中，OP=L，要使该粒子恰好能从OA边射出，求：（1）粒子运动的半径R (2)荷质比（3）粒子在磁场中运动的时间例题2：如图3所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，板长为L，板间距离为d，两板间存在磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。

有一质量为m，电荷量为q 的带正电粒子从磁场左侧靠近N板处水平射入，欲使粒子打到金属板上，则粒子的入射速度v应满足什么条件？图9练习2：长为L 的水平板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B ，板间距离也为L ，板不带电，现有质量为m ，电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（）A.使粒子的速度v <m BqL 4B.使粒子的速度v >mBqL 45 C.使粒子的速度v >m BqL D.使粒子的速度m BqL 4<v <m BqL 45 例题3：质量m ＝0.1g 的小物块，带有5×10 C 的电荷，放在图示倾角为30°的光滑绝缘固定斜面顶端，整个斜面置于B ＝0.5T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.物块由静止开始下滑，到某一位置离开斜面(设斜面足够长，g 取10m/s ).求：(1)物块带何种电荷?(2)物块离开斜面时的速度是多大?(3)物块在斜面上滑行的距离是多大?例题4：如图所示，一带电粒子，质量为m ，电量为q ，以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域。

第02章电磁感应练习与应用-高二物理课后习题精准解析(新教材人教版选择性必修第二册)(解析版)

人教版新教科书选择性必修第二册第二章电磁感应练习与应用(解析版)第1节楞次定律练习与应用1.在图2.1-9中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。

（1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？（2）当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？【答案】1.当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象，在铜盘中产生涡流，使铜盘受到安培力作用，而安培力阻碍导体的运动，所以铜盘很快就停了下来。

2.在图2.1-10中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。

当导体AB向右移动时，请用楞次定律判断MNCD和MNFE两个电路中感应电流的方向。

【答案】2.当条形磁体的N极靠近线圈时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向上，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向(自. 上而下看)。

感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向上，阻碍条形磁体向下运动。

当条形磁体的N极远离线圈时，线圈中向下的磁通量减小，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向下，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向(自上而下看)。

感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向下，阻碍条形磁体向上运动。

因此，无论条形磁体怎样运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，所以条形磁体较快地停了下来，在此.过程中，弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能。

3. 如图2.1-11所示，导线AB与CD平行。

试判断在闭合与断开开关S时，导线CD中感应电流的方向，说明你判断的理由。

【答案】3.在磁性很强的小圆柱下落的过程中，没有缺口的铝管中的磁通量发生变化(小圆柱. 上方铝管中的磁通量减小，下方的铝管中的磁通量增大)，所以铝管中将产生感应电流.感应电流的磁场对下落的小圆柱产生阻力，小圆柱在铝管中缓慢下落。

如果小圆柱在有缺口的铝管中下落，尽管铝管中也会产生感应电流，感应电流的磁场也将对下落的小圆柱产生阻力，但这时的阻力非常小，所以小圆柱在有裂缝的铝管中下落比较快。

带电粒子在电场中的偏转--2024新高考物理一轮复习题型归纳(解析版)

第八章　静电场带电粒子在电场中的偏转【考点预测】1. 带电粒子在电场中的类平抛2. 带电粒子在电场中的类斜抛3. 带电粒子在电场中的圆周运动4. 带电粒子在电场中的一般曲线运动【方法技巧与总结】带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中偏转的两个分运动(1)沿初速度方向做匀速直线运动，t =l v 0(如图)．(2)沿静电力方向做匀加速直线运动①加速度：a =F m =qE m =qUmd②离开电场时的偏移量：y =12at 2=qUl 22m d v 20③离开电场时的偏转角：tan θ=v y v 0=qUlm d v 201．两个重要结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的．证明：在加速电场中有qU 0=12mv 20在偏转电场偏移量y =12at 2=12·qU 1md ·l v 0 2偏转角θ，tan θ=v y v 0=qU 1lm d v 20得：y =U 1l 24U 0d ，tan θ=U 1l2U 0dy 、θ均与m 、q 无关．(2)粒子经电场偏转后射出，速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点，即O 到偏转电场边缘的距离为偏转极板长度的一半．2．功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解：qU y =12mv 2-12mv 20，其中U y =U dy ，指初、末位置间的电势差．【题型归纳目录】题型一：带电粒子在电场中的类平抛题型二：带电粒子在周期性电场中的运动题型三：带电粒子在电场中的偏转的实际应用题型四：带电粒子在电场中的非平抛曲线运动【题型一】电荷守恒定律【典型例题】1如图所示，在立方体的塑料盒内，其中AE 边竖直，质量为m 的带正电小球(可看作质点)，第一次小球从A 点以水平初速度v 0沿AB 方向抛出，小球在重力作用下运动恰好落在F 点。

M 点为BC 的中点，小球与塑料盒内壁的碰撞为弹性碰撞，落在底面不反弹。

带电粒子在磁场中偏转历年高考题详解

7.〔08四川卷〕24．如图，一半径为R 的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。

整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。

一电荷量为q 〔q ＞0〕、质量为m 的小球P 在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O ’。

球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ〔0＜θ＜)2π。

为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感应强度大小的最小值及小球P 相应的速率。

重力加速度为g 。

解析：据题意，小球P 在球面上做水平的匀速圆周运动，该圆周的圆心为O ’。

P 受到向下的重力mg 、球面对它沿OP 方向的支持力N 和磁场的洛仑兹力f ＝qvB ①式中v 为小球运动的速率。

洛仑兹力f 的方向指向O ’。

根据牛顿第二定律0cos =-mg N θ ②θsin sin 2R v m N f =- ③ 由①②③式得0cos sin sin 22=+-θθθqR v m qBR v ④ 由于v 是实数，必须满足 θθθcos sin 4sin 22gR m qBR -⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆≥0 ⑤ 由此得B ≥θcos 2R g q m⑥ 可见，为了使小球能够在该圆周上运动，磁感应强度大小的最小值为 θcos 2min R g q mB =⑦ 此时，带电小球做匀速圆周运动的速率为mR qB v 2sin min θ= ⑧ 由⑦⑧式得θθsin cos gR v = ⑨ 8.〔08重庆卷〕25.题25题为一种质谱仪工作原理示意图.在以O 为圆心，OH 为对称轴，夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH 轴的C 和D分别是离子发射点和收集点.CM 垂直磁场左边界于M ，且OM=d.现有一正离子束以小发散角〔纸面内〕从C 射出，这些离子在CM 方向上的分速度均为v 0.假设该离子束中比荷为q m的离子都能会聚到D ，试求：〔1〕磁感应强度的大小和方向〔提示：可考虑沿CM 方向运动的离子为研究对象〕；〔2〕离子沿与CM 成θ角的直线CN 进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；〔3〕线段CM 的长度.解析：〔1〕设沿CM 方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R由12R '=200mv qv B R = R=d得B ＝0mv qd磁场方向垂直纸面向外〔2〕设沿CN 运动的离子速度大小为v ，在磁场中的轨道半径为R ′，运动时间为t 由v cos θ=v 0得v ＝0cos v θR ′=mv qB=cos d θ 方法一：设弧长为st =s vs=2(θ+α)×R ′ t =02v R '⨯+）（αθ 〔09年全国卷Ⅰ〕26〔21分〕如图，在x 轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于xy 平面向外。

2020版课标物理高考热点9 带电粒子的电偏转和磁偏转问题

热点9 带电粒子的电偏转和磁偏转问题热考题型近几年高考对带电粒子在电磁场中的运动一直是考查热点,既可单独考查带电粒子在电场中的偏转或在磁场中的偏转,也可以综合考查带电粒子在组合场或叠加场中的运动,有时也以带电体的形式进行考查。

近几年高考试卷中选择题出现的很多,在复习时应引起足够的重视。

题型一带电粒子的磁偏转1.(多选)如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。

一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入,速度方向与过A点的半径的夹角为30°。

当该电荷离开磁场时,速度方向刚好改变了180°。

不计电荷的重力,下列说法正确的是()A.该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B.该点电荷的比荷为2v0BRC.该点电荷在磁场中的运动时间为πR2v0D.该点电荷在磁场中的运动时间为πR3v0答案BC由题意可画出点电荷在磁场中的运动轨迹如图所示,A项错;由几何关系知点电荷做圆周运动的半径为r=R2,结合qv0B=mv02r,可得qm=2v0BR,B项正确;点电荷在磁场中的运动时间t=πrv0=πR2v0,C项正确,D项错。

题型二带电粒子在复合场中的运动2.(多选)如图所示,三个半径分别为R 、2R 、6R 的同心圆将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域。

其中圆形区域Ⅰ和环形区域Ⅲ内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为B 和B2。

一个质子从区域Ⅰ边界上的A 点以速度v 沿半径方向射入磁场,经磁场偏转后恰好从区域Ⅰ边界上的C 点飞出,AO 垂直CO,则关于质子的运动,下列说法正确的是( )A.质子最终将离开区域Ⅲ在区域Ⅳ内匀速运动B.质子最终将一直在区域Ⅲ内做匀速圆周运动C.质子能够回到初始点A,且周而复始地运动D.质子能够回到初始点A,且回到初始点前,在区域Ⅲ中运动的时间是在区域Ⅰ中运动时间的6倍答案 CD 依题意知,质子从A 点进入区域Ⅰ,从C 点离开区域Ⅰ,则运动半径等于区域Ⅰ的半径,即R=mv qB,质子在区域Ⅰ转过14圆周后以速度v 匀速通过区域Ⅱ进入区域Ⅲ,此时运动半径变为R'=mvq ·B2=2mvqB =2R,即半径变为原来的2倍,正好等于中间一个圆的半径;因第三个圆的半径为6R,质子不会从区域Ⅲ射出,由几何知识可知,质子在区域Ⅲ转过3/4圆周后进入区域Ⅱ,沿直线运动至A 点,又从A 点沿半径方向进入区域Ⅰ,重复上述的运动过程。

带电粒子在电场中的偏转(含答案)

带电粒子在电场中的偏转一、基础知识1、带电粒子在电场中的偏转(1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场． (2)运动性质：匀变速曲线运动．(3)处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动． (4)运动规律：①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间⎩⎪⎨⎪⎧a.能飞出电容器：t ＝lv 0.b.不能飞出电容器：y ＝12at 2＝qU 2md t 2，t ＝ 2mdyqU②沿电场力方向，做匀加速直线运动⎩⎪⎨⎪⎧加速度：a ＝F m ＝qE m ＝Uqmd离开电场时的偏移量：y ＝12at 2＝Uql 22mdv2离开电场时的偏转角：tan θ＝v yv 0＝Uql mdv20特别提醒带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．2、带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的．证明：由qU 0＝12mv 2y ＝12at 2＝12·qU 1md ·(l v 0)2tan θ＝qU 1lmdv 20得：y ＝U 1l 24U 0d ，tan θ＝U 1l 2U 0d(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点，即O 到偏转电场边缘的距离为l2.3、带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解：qU y ＝12mv 2－12mv 20，其中U y ＝Udy ，指初、末位置间的电势差．二、练习题1、如图，一质量为m ，带电量为＋q 的带电粒子，以速度v 0垂直于电场方向进入电场，关于该带电粒子的运动，下列说法正确的是( )A ．粒子在初速度方向做匀加速运动，平行于电场方向做匀加速运动，因而合运动是匀加速直线运动B ．粒子在初速度方向做匀速运动，平行于电场方向做匀加速运动，其合运动的轨迹是一条抛物线C ．分析该运动，可以用运动分解的方法，分别分析两个方向的运动规律，然后再确定合运动情况D ．分析该运动，有时也可用动能定理确定其某时刻速度的大小答案 BCD2、如图所示，两平行金属板A 、B 长为L ＝8 cm ，两板间距离d ＝8 cm ，A 板比B 板电势高300 V ，一带正电的粒子电荷量为q ＝1.0×10－10C ，质量为m ＝1.0×10－20kg ，沿电场中心线RO 垂直电场线飞入电场，初速度v 0＝2.0×106m/s ，粒子飞出电场后经过界面MN 、PS 间的无电场区域，然后进入固定在O 点的点电荷Q 形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响)．已知两界面MN 、PS 相距为12 cm ，D 是中心线RO 与界面PS 的交点，O 点在中心线上，距离界面PS 为9 cm ，粒子穿过界面PS 做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc 上．(静电力常量k ＝9.0×109N ·m 2/C 2，粒子的重力不计)(1)求粒子穿过界面MN 时偏离中心线RO 的距离多远？到达PS 界面时离D 点多远？ (2)在图上粗略画出粒子的运动轨迹．(3)确定点电荷Q 的电性并求其电荷量的大小．解析 (1)粒子穿过界面MN 时偏离中心线RO 的距离(侧向位移)：y ＝12at 2 a ＝F m ＝qU dm L ＝v 0t则y ＝12at 2＝qU 2md (L v 0)2＝0.03 m ＝3 cm粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS 交于H ，设H 到中心线的距离为Y ，则有12L 12L ＋12 cm ＝yY ，解得Y ＝4y ＝12 cm(2)第一段是抛物线、第二段是直线、第三段是圆弧(图略) (3)粒子到达H 点时，其水平速度v x ＝v 0＝2.0×106m/s 竖直速度v y ＝at ＝1.5×106m/s 则v 合＝2.5×106m/s该粒子在穿过界面PS 后绕点电荷Q 做匀速圆周运动，所以Q 带负电根据几何关系可知半径r ＝15 cmk qQ r 2＝m v 2合r解得Q ≈1.04×10－8C答案 (1)12 cm (2)见解析 (3)负电 1.04×10－8C3、如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L 、电场强度为E 的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L 处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q 、质量为m 的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v 0射入电场中，v 0方向的延长线与屏的交点为O .试求：(1)粒子从射入电场到打到屏上所用的时间；(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α； (3)粒子打在屏上的点P 到O 点的距离x . 答案 (1)2L v 0 (2)qEL mv 20 (3)3qEL22mv 20解析 (1)根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入电场到打到屏上所用的时间t ＝2Lv 0.(2)设粒子刚射出电场时沿平行电场线方向的速度为v y ，根据牛顿第二定律，粒子在电场中的加速度为：a ＝Eqm所以v y ＝a L v 0＝qELmv 0所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tan α＝v y v 0＝qELmv 20.(3)解法一设粒子在电场中的偏转距离为y ，则 y ＝12a (L v 0)2＝12·qEL 2mv 20 又x ＝y ＋L tan α，解得：x ＝3qEL 22mv 20解法二 x ＝v y ·L v 0＋y ＝3qEL22mv 20.解法三由x y ＝L ＋L2L 2得：x ＝3y ＝3qEL22mv 20.4、如图所示，虚线PQ 、MN 间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m ＝2.0×10－11kg 、电荷量为q ＝＋1.0×10－5C ，从a 点由静止开始经电压为U ＝100 V 的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线MN 的某点b (图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．已知PQ 、MN 间距为20 cm ，带电粒子的重力忽略不计．求：(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v 1； (2)水平匀强电场的场强大小； (3)ab 两点间的电势差．答案 (1)1.0×104m/s (2)1.732×103N/C (3)400 V 解析 (1)由动能定理得：qU ＝12mv 21代入数据得v 1＝1.0×104m/s(2)粒子沿初速度方向做匀速运动：d ＝v 1t 粒子沿电场方向做匀加速运动：v y ＝at 由题意得：tan 30°＝v 1v y由牛顿第二定律得：qE ＝ma 联立以上各式并代入数据得：E ＝3×103 N/C ≈1.732×103 N/C(3)由动能定理得：qU ab ＝12m (v 21＋v 2y )－0联立以上各式并代入数据得：U ab ＝400 V.5、如图所示，一价氢离子(11H)和二价氦离子(42He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们( )A ．同时到达屏上同一点B ．先后到达屏上同一点C ．同时到达屏上不同点D ．先后到达屏上不同点答案 B解析一价氢离子(11H)和二价氦离子(42He)的比荷不同，经过加速电场的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场的时间均不同，但在偏转电场中偏转距离相同，所以会先后打在屏上同一点，选B.6、如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD 面与EFGH 面为金属板，其他面为绝缘材料．ABCD 面带正电，EFGH 面带负电．从小孔P 沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a 、b 、c ，最后分别落在1、2、3三点．则下列说法正确的是( )A ．三个液滴在真空盒中都做平抛运动B ．三个液滴的运动时间不一定相同C ．三个液滴落到底板时的速率相同D ．液滴c 所带电荷量最多答案 D解析三个液滴具有水平速度，但除了受重力以外，还受水平方向的电场力作用，不是平抛运动，选项A 错误；在竖直方向上三个液滴都做自由落体运动，下落高度又相同，故运动时间必相同，选项B 错误；在相同的运动时间内，液滴c 水平位移最大，说明它在水平方向的加速度最大，它受到的电场力最大，电荷量也最大，选项D 正确；因为重力做功相同，而电场力对液滴c 做功最多，所以它落到底板时的速率最大，选项C 错误．7、绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中xOy 所在平面与光滑水平面重合，电场方向与x 轴正向平行，电场的半径为R ＝ 2 m ，圆心O 与坐标系的原点重合，场强E ＝2 N/C.一带电荷量为q ＝－1×10－5C 、质量m ＝1×10－5kg 的粒子，由坐标原点O 处以速度v 0＝1 m/s 沿y 轴正方向射入电场(重力不计)，求：(1)粒子在电场中运动的时间； (2)粒子出射点的位置坐标； (3)粒子射出时具有的动能．答案 (1)1 s (2)(－1 m,1 m) (3)2.5×10－5J解析 (1)粒子沿x 轴负方向做匀加速运动，加速度为a ，则有：Eq ＝ma ，x ＝12at 2沿y 轴正方向做匀速运动，有y ＝v 0t x 2＋y 2＝R 2解得t ＝1 s.(2)设粒子射出电场边界的位置坐标为(－x 1，y 1)，则有x 1＝12at 2＝1 m ，y 1＝v 0t ＝1 m ，即出射点的位置坐标为(－1 m,1 m)．(3)射出时由动能定理得Eqx 1＝E k －12mv 2代入数据解得E k ＝2.5×10－5J.8、如图所示，在正方形ABCD 区域内有平行于AB 边的匀强电场，E 、F 、G 、H 是各边中点，其连线构成正方形，其中P 点是EH 的中点．一个带正电的粒子(不计重力)从F 点沿FH 方向射入电场后恰好从D 点射出．以下说法正确的是( )A ．粒子的运动轨迹一定经过P 点B ．粒子的运动轨迹一定经过PE 之间某点C ．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由ED 之间某点射出正方形ABCD 区域 D ．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E 点射出正方形ABCD 区域答案 BD解析粒子从F 点沿FH 方向射入电场后恰好从D 点射出，其轨迹是抛物线，则过D 点做速度的反向延长线一定与水平位移交于FH 的中点，而延长线又经过P 点，所以粒子轨迹一定经过PE 之间某点，选项A 错误，B 正确；由平抛运动知识可知，当竖直位移一定时，水平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，所以选项C 错误，D 正确．9、用等效法处理带电体在电场、重力场中的运动如图所示，绝缘光滑轨道AB 部分为倾角为30°的斜面，AC 部分为竖直平面上半径为R 的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为E 、方向水平向右的匀强电场中．现有一个质量为m 的小球，带正电荷量为q ＝3mg3E，要使小球能安全通过圆轨道，在O 点的初速度应满足什么条件？图9审题与关联解析小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力，然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道作用力，如图所示，类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力mg ′，大小为mg ′＝(qE )2＋(mg )2＝2 3mg 3，tan θ＝qE mg ＝33，得θ＝30°，等效重力的方向与斜面垂直指向右下方，小球在斜面上匀速运动．因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效“最高点”(D 点)满足等效重力刚好提供向心力，即有：mg ′＝mv 2DR，因θ＝30°与斜面的倾角相等，由几何关系可知AD ＝2R ，令小球以最小初速度v 0运动，由动能定理知：－2mg ′R ＝12mv 2D －12mv 2解得v 0＝103gR3，因此要使小球安全通过圆轨道，初速度应满足v ≥ 103gR3. 答案 v ≥103gR310、在空间中水平面MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m 的带电小球由MN 上方的A 点以一定的初速度水平抛出，从B 点进入电场，到达C 点时速度方向恰好水平，A 、B 、C 三点在同一直线上，且AB ＝2BC ，如图所示．由此可见( )A．电场力为3mgB．小球带正电C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等D．小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等答案AD解析设AC与竖直方向的夹角为θ，带电小球从A到C，电场力做负功，小球带负电，由动能定理，mg·AC·cos θ－qE·BC·cos θ＝0，解得电场力为qE＝3mg，选项A正确，B错误．小球水平方向做匀速直线运动，从A到B的运动时间是从B到C的运动时间的2倍，选项C错误；小球在竖直方向先加速后减速，小球从A到B与从B到C竖直方向的速度变化量的大小相等，水平方向速度不变，小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等，选项D正确．。

江苏省2020版高考物理三轮复习热点8带电粒子的电偏转和磁偏转练习含解析201911221149

热点8 带电粒子的电偏转和磁偏转(建议用时：20分钟)1．(2019·连云港高三模拟)如图所示，在边长为L 的正方形ABCD 阴影区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q (q <0)的带电粒子以大小为v 0的速度沿纸面垂直AB 边射入正方形，若粒子从AB 边上任意点垂直射入，都只能从C 点射出磁场，不计粒子重力的影响．下列说法正确的是( )A ．此匀强磁场的方向可能垂直纸面向外B ．此匀强磁场的磁感应强度大小为2mv 0qLC ．此匀强磁场区域的面积为πL 24D ．此匀强磁场区域的面积为（π－2）L222.(多选)如图所示，矩形的四个顶点分别固定有带电荷量均为q 的正、负点电荷，水平直线AC 将矩形分成面积相等的两部分，B 为矩形的重心．一质量为m 的带正电微粒(重力不计)沿直线AC 从左向右运动，到A 点时的速度为v 0，到B 点时的速度为 5v 0.取无穷远处的电势为零，则( )A ．微粒在A 、C 两点的加速度相同B ．微粒从A 点到C 点的过程中，电势能先减小后增大 C ．A 、C 两点间的电势差为U AC ＝4mv 20qD ．微粒最终可以返回B 点，其速度大小为 5v 03.(多选)如图所示，半径为R 的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，现有比荷大小相等的甲、乙两粒子，甲以速度v 1从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过t 1时间射出磁场，射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为60°；乙以速度v 2从距离直径AOB 为R2的C 点平行于直径AOB 方向射入磁场，经过t 2时间射出磁场，其轨迹恰好通过磁场的圆心．不计粒子受到的重力，则( )A ．两个粒子带异种电荷B ．t 1＝t 2C ．v 1∶v 2＝3∶1D ．两粒子在磁场中轨迹长度之比l 1∶l 2＝3∶14．(多选)(2019·徐州高三质量检测)在一次南极科考中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度．其原理如图所示，电路中有一段长方体的金属导体，它长、宽、高分别为a 、b 、c ，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中电流沿x 轴正方向，大小为I .已知金属导体单位体积中的自由电子数为n ，电子电荷量为e ，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测得金属导体前后两个侧面间电压为U ，则( )A ．金属导体的前侧面电势较低B ．金属导体的电阻为U IC ．自由电子定向移动的速度大小为I neabD ．磁感应强度的大小为necUI5．一带负电的小球以一定的初速度v 0竖直向上抛出，达到的最大高度为h 1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v 0，小球上升的最大高度为h 2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v 0，小球上升的最大高度为h 3；若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v 0，小球上升的最大高度为h 4，如图所示．不计空气阻力，则( )A ．h 1＝h 3B ．h 1<h 4C ．h 2与h 3无法比较D ．h 2<h 46．(多选)(2019·扬州中学高三模拟)如图所示直角坐标系xOy ，P (a ，－b )为第四象限内的一点，一质量为m 、电荷量为q 的负电荷(电荷重力不计)从原点O 以初速度v 0沿y 轴正方向射入．第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P 点；第二次保持y >0区域磁场不变，而将y <0区域磁场改为沿x 轴方向的匀强电场，该电荷仍通过P 点( )A ．匀强磁场的磁感应强度B ＝2amv 0q （a 2＋b 2）B ．匀强磁场的磁感应强度B ＝2amv 0q a 2＋b 2C ．电荷从O 运动到P ，第二次所用时间一定短些D ．电荷通过P 点时的速度，第二次与x 轴负方向的夹角一定小些 7．(多选)(2019·盐城二模)磁流体发电机是一种把物体内能直接转化为电能的低碳环保发电机，如图所示为其原理示意图，平行金属板C 、D 间有匀强磁场，磁感应强度为B ，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒)水平喷入磁场，两金属板间就产生电压．定值电阻R 0的阻值是滑动变阻器最大阻值的一半，与开关S 串联接在C 、D 两端，已知两金属板间距离为d ，喷入气流的速度为v ，磁流体发电机的电阻为r (R 0<r <2R 0)．则滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动的过程中( )A ．电阻R 0消耗功率最大值为B 2d 2v 2R 0（R 0＋r ）2B ．滑动变阻器消耗功率最大值为B 2d 2v 2R 0＋rC ．金属板C 为电源负极，D 为电源正极 D ．发电机的输出功率先增大后减小8.质谱仪可以测定有机化合物分子结构，现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示，有机物的气体分子从样品室注入离子化室，在高能电子作用下，样品气体分子离子化或碎裂成离子．若离子化后的离子带正电，初速度为零，此后经过高压电源区、圆形磁场室(内为匀强磁场)、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到离子比荷(qm)，进而推测有机物的分子结构．已知高压电源的电压为U ，圆形磁场区的半径为R ，真空管与水平面夹角为θ，离子进入磁场室时速度方向指向圆心．则下列说法正确的是( )A ．高压电源A 端应接电源的正极B ．磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里C ．若离子化后的两同位素X 1、X 2(X 1质量大于X 2质量)同时进入磁场室后，出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ，则轨迹Ⅰ一定对应X 1D ．若磁场室内的磁感应强度大小为B ，当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷qm ＝2U tan2θ2B 2R2热点8 带电粒子的电偏转和磁偏转1．解析：选D.若保证所有的粒子均从C 点离开此区域，则由左手定则可判断匀强磁场的方向应垂直纸面向里，A 错误；由A 点射入磁场的粒子从C 点离开磁场，结合题图可知该粒子的轨道半径应为R ＝L ，则由qBv 0＝m v 20R ，可解得B ＝mv 0qL，B 错误；由几何关系可知匀强磁场区域的面积应为S ＝2×(14πL 2－12L 2)＝（π－2）L 22，C 错误，D 正确．2．解析：选AC.由场强叠加原理和对称性可知，A 、C 两点的场强大小相等、方向相同，故由牛顿第二定律可知，微粒在A 、C 两点的加速度相同，A 正确；由电场的性质可知，沿直线AC 电势逐渐降低，根据电场力做功W ＝qU 可知，电场力对该微粒一直做正功，故微粒从A 点到C 点的过程中电势能一直在减小，B 错误；由对称性可知U AB ＝U BC ，故由动能定理可得qU AB ＝12mv 2B －12mv 2A ，同理可得qU BC ＝12mv 2C －12mv 2B ，以上两式联立并代入数据求解可得vC ＝3v 0，故qU AC＝12mv 2C －12mv 2A ，解得U AC ＝4mv 20q ，C 正确；由于B 点电势为零，故微粒从B 点沿直线AC 运动到无穷远处的过程中，电场力做功为零，所以微粒到无穷远处的速度与微粒在B 点时的速度相同，仍为5v 0，故粒子不会返回B 点，D 错误．3．解析：选AC.根据左手定则判断可得，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项A 正确；分别对甲、乙粒子作图，找出其做匀速圆周运动的圆心和半径以及圆心角，则有：r 甲＝3R ，r 乙＝R ，θ甲＝π3，θ乙＝2π3，根据qvB ＝m v 2r 可得：v ＝qBr m ，所以v 1v 2＝r 甲r 乙＝31，选项C 正确；根据t ＝θ2πT 可得：t 1t 2＝θ甲θ乙＝12，选项B 错误；粒子在磁场中的轨迹长度为l ＝vt ，所以l 1l 2＝v 1t 1v 2t 2＝32，选项D 错误．4．解析：选AD.根据左手定则(注意电子带负电)可知电子打在前侧面，即前侧面带负电，电势较低，A 正确；电流方向为从左向右，而题中U 表示的是导体前后两个侧面的电压，故导体的电阻不等于UI ，B 错误；在t 时间内通过bc 横截面的电荷量为q ＝n (bcvt )e ，又I ＝nbcvte t＝nbcve ，解得v ＝Inbce①，C 错误；因为当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差．因而可得eU b ＝Bev ②，联立①②式可得B ＝necUI，D 正确． 5．解析：选A.甲图，由竖直上抛运动的规律得h 1＝v 202g；丙图，当加上电场时，在竖直方向上有v 20＝2gh 3，所以h 1＝h 3，A 项正确；乙图中，洛伦兹力改变速度的方向，当小球在磁场中运动到最高点时，小球有水平速度，设此时小球的动能为E k ，则由能量守恒定律得mgh 2＋E k ＝12mv 20，又12mv 20＝mgh 1，所以h 1>h 2，h 3>h 2，C 项错误；丁图，因小球带负电，所受电场力方向向下，则h 4一定小于h 1，B 项错误；由于无法明确电场力做功的多少，故无法确定h 2和h 4之间的关系，D 项错误．6．解析：选AC.第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P 点；粒子做匀速圆周运动，由几何作图得(a －R )2＋b 2＝R 2，解得R ＝a 2＋b 22a ，由qvB ＝m v 2R解得匀强磁场的磁感应强度B ＝2amv 0q （a 2＋b 2），故A 正确，B 错误；第二次保持y >0区域磁场不变，而将y <0区域磁场改为沿x 轴方向的匀强电场，该电荷仍通过P 点，粒子先做匀速圆周运动，后做类平抛运动，运动时间t 2＝12T ＋b v 0；第一次粒子做匀速圆周运动，运动时间t 1＝12T ＋QP︵v 0，弧长大于b ，所以t 1>t 2，即第二次所用时间一定短些，故C 正确；电荷通过P 点时的速度，第一次与x 轴负方向的夹角为α，则有tan α＝R 2－b 2b ＝a 2－b 22ab；第二次与x 轴负方向的夹角为θ，则有tan θ＝b2R －R 2－b 2＝a2b，所以有tan θ>tan α，电荷通过P 点时的速度，第二次与x 轴负方向的夹角一定大些，故D 错误．7．解析：选ACD.根据左手定则判断两金属板的极性，离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时两板间的电压稳定．由题图知当滑片P 位于b 端时，电路中电流最大，电阻R 0消耗功率最大，其最大值为P 1＝I 2R 0＝E 2R 0（R 0＋r ）2＝B 2d 2v 2R 0（R 0＋r ）2，故A 正确；将定值电阻归为电源内阻，由滑动变阻器的最大阻值2R 0<r ＋R 0，则当滑动变阻器连入电路的阻值最大时消耗功率最大，最大值为P ＝2B 2d 2v 2R 0（r ＋3R 0）2，故B 错误；因等离子体喷入磁场后，由左手定则可知正离子向D 板偏，负离子向C 板偏，即金属板C 为电源负极，D 为电源正极，故C 正确；等离子体稳定流动时，洛伦兹力与电场力平衡，即Bqv ＝q E d，所以电源电动势为E ＝Bdv ，又R 0<r <2R 0，所以滑片P 由a 向b 端滑动时，外电路总电阻减小，期间某位置有r ＝R 0＋R ，由电源输出功率与外电阻关系可知，滑片P 由a 向b 端滑动的过程中，发电机的输出功率先增大后减小，故D 正确．8．解析：选D.正离子在电场中加速，可以判断高压电源A 端应接负极，同时根据左手定则知，磁场室的磁场方向应垂直纸面向外，A 、B 均错误；设离子通过高压电源后的速度为v ，由动能定理可得qU ＝12mv 2，离子在磁场中偏转，则qvB ＝m v 2r ，联立计算得出r ＝1B2mUq，由此可见，质量大的离子的运动轨迹半径大，即轨迹 Ⅱ 一定对应X 1，C 错误；离子在磁场中偏转轨迹如图所示，由几何关系可知r ＝Rtanθ2，可解得qm ＝2U tan2θ2B 2R2，D 正确．。

物理练习题电磁感应练习题

物理练习题电磁感应练习题物理练习题：电磁感应一、单选题1. 电磁感应的基本定律是：A. 荷塞定律B. 法拉第定律C. 伏特定律D. 麦克斯韦定律正确答案：B2. 在匀强磁场中，一根导线长度为L，导线移动的速度为v，两段导线之间的电势差为U，磁感应强度为B。

根据法拉第定律，电势差U与导线的长度L、速度v、磁感应强度B之间的关系是：A. U ∝ LB. U ∝ vC. U ∝ BD. U ∝ Lvb正确答案：D3. 远离电流的一侧把右手握成半握拳，拇指指向电流方向，其他四指所指方向即为：A. 磁场方向B. 电流方向C. 电势方向D. 导线方向正确答案：A4. 在磁场中，当一个导体切割磁感线运动时，导体两端会产生：A. 电动势B. 电流C. 磁化D. 弹性正确答案：A5. 变压器的原理是基于：A. 磁化原理B. 法拉第定律C. 电动势产生D. 电磁感应现象正确答案：D二、填空题1. 电磁感应现象最早由_______发现。

正确答案：法拉第2. 变压器的工作原理是基于_______现象。

正确答案：电磁感应3. 根据电磁感应现象，当导体运动时，导线两端产生的电势差与速度的关系为_______。

正确答案：正比例4. 在匀强磁场中，导线的运动方向与磁感应线的方向______。

正确答案：垂直5. 根据法拉第定律，当闭合回路中的磁链发生变化时，产生的感应电动势会阻止_______变化。

正确答案：磁链三、解答题1. 一个导体沿着磁场方向运动，运动方向与磁感应线方向垂直，当导体速度为v，磁感应强度为B时，求导体受到的安培力大小。

解答：根据洛仑兹力公式，安培力的大小可以通过公式F = BIL计算得到。

在本题中，导体的速度与磁感应线方向垂直，所以磁感应线与导体的角度为90°，导体的长度为L。

根据公式，可得到F = BLv。

2. 一个电阻为R的闭合回路中，磁感应强度为B，在t时刻磁通量发生了变化Φ = Φ0 + αt，其中Φ0和α为常数。

大学物理练习二

练习二电磁学（静电学、稳恒磁场、电磁感应）一、选择题：1.真空中有两个点电荷M 、N ，相互间作用力为F，当另一点电荷Q 移近这两个点电荷时，M 、N 两点电荷之间的作用力F(A)大小不变，方向改变． (B)大小改变，方向不变． (C)大小和方向都不变． (D)大小和方向都改变．2.在一个带有正电荷的均匀带电球面外，放置一个电偶极子，其电矩p的方向如图所示，当释放后,该电偶极子的运动主要是：(A)沿逆时针方向旋转,直至电矩p沿径向指向球面而停止．(B)沿顺时针方向旋转,直至电矩p沿径向朝外而停止．(C)沿顺时针方向旋转至电矩p沿径向朝外，同时沿电力线远离球面移动．(D)沿顺时针方向旋转至电矩p沿径向朝外，同时逆电力线方向向着球面移动． 3.当一个带电导体达到静电平衡时：(A)表面上电荷密度较大处电势较高． (B)表面曲率较大处电势较高．(C)导体内部的电势比导体表面的电势高．(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零．4.一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化： (A)12U 减小，E 减小，W 减小． (B)12U 增大，E 增大，W 增大． (C)12U 增大，E 不变，W 增大． (D)12U 减小，E 不变，W 不变．5.在磁感应强度为B的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B的夹角为α，则通过半球面S 的磁通量为(A) B r 2π (B) B r 2π2 (C) B r 2π-αsin (D) B r 2π-αcos6.如图，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电量均为q 的点电荷。

此正方形以角速度ω绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感应强度大小为1B ；此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感应强度的大小为2B ，则1B 与2B 间的关系为(A) 1B =2B (B) 1B =22B (C) 1B =212B (D) 1B =412B7.图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片．磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电量大小也相等，则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是(A)Oa (B)Ob (C)Oc (D)Od8.一根长度为L 的铜棒，在均匀磁场B 中以匀角速度ω旋转着，B的方向垂直铜棒转动的平面，如图．设0=t 时，铜棒与Ob 成θ角，则在任一时刻t这根铜棒两端之间的感应电动势是(A))cos(2θωω+t B L (B)t B L ωωcos 221 (C))cos(22θωω+t B L (D)B L 2ω (E)B L 221ω二、填空题：1.如图所示，真空中两个正点电荷，带电量都为Q ，相距R 2．若以其中点电荷所在处O 点为中心，以R 为半径作高斯球面S ，则通过该球面的电场强度通量=Φ______________；若以0r表示高斯面外法线方向的单位矢量，则高斯面上a 、b 两点的电场强度分别为_______________________．2.真空中一半径为R 的均匀带电球面，总电量为Q (Q >0)，今在球面上挖去一很小的面积S ∆(连同电荷)，且假设不影响原来的电荷分布，则挖去S ∆后球心处电场强度的大小=E ______________，其方向为_______________．3.在一个带负电荷的金属球附近，放一个带正电的点电荷0q ，测得0q 所受的力为F ，则F /0q 的值一定_______________于不放0q 时该点原有的场强大小．(填大、等、小)4.如图所示，两块很大的导体平板平行放置，面积都是S ，有一定厚度，带电量分别为1Q 和2Q ．如不计边缘效应，则A 、B 、C 、D 四个表面上的电荷面密度分别为________________, __________________, __________________, ____________________．5.用力F 把电容器中的电介质（介电常数为r ε）板拉出，在图(a)和图(b)的两种情况下，电容器中储存的静电能量之比b a W W 为_________。

电磁感应练习题及

电磁感应练习题及解答电磁感应练习题及解答电磁感应是物理学中的一个重要概念，涉及到电磁场的变化过程中电场和磁场相互作用产生的现象。

它在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。

下面是一些电磁感应练习题及解答，供大家进行练习。

1. 一根长导线以速度v从北向南方向通过均匀磁场B，该导线的两端分别连接一个电阻为R的电灯泡。

求当导线通过磁场过程中，电灯泡亮起的时间。

解答：根据法拉第电磁感应定律，导线通过磁场时产生感应电动势，导致电流流过电灯泡。

所以，在导线通过磁场期间，电灯泡会一直亮起。

因此，电灯泡亮起的时间等于导线通过磁场的时间。

2. 一个长方形线圈的边长为a和b，放置在匀强磁场B中，使得长方形线圈的法线与磁场方向垂直。

求长方形线圈在匀强磁场中的磁通量。

解答：根据法拉第电磁感应定律，在匀强磁场中，线圈的磁通量可以通过以下公式计算：Φ = B * A * cosθ，其中B表示磁场强度，A表示线圈的面积，θ表示磁场方向与线圈法线方向之间的夹角。

由于线圈的法线与磁场方向垂直，θ为0，所以磁通量Φ = B * A。

3. 在一个闭合导线中有一个直径为d的圆环，该圆环的电阻为R。

当一个恒定的磁场B垂直于圆环平面时，求圆环上感应的电动势。

解答：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化导致一个闭合回路中的磁通量发生改变时，会在回路中产生感应电动势。

在这个问题中，磁场是恒定的，所以不会产生感应电动势。

4. 一个导线带有电流I，在该导线旁边有另一条导线，它们平行。

第二条导线的长度为L，并且距离第一条导线的距离为d。

求第二条导线中感应的电动势。

解答：当电流从第一条导线中流过时，会在周围产生磁场。

第二条导线因为位于磁场中，所以会感受到这个磁场产生的磁通量的改变。

根据法拉第电磁感应定律，第二条导线中的感应电动势可以通过以下公式计算：ε = -dΦ/dt，其中Φ表示磁通量的变化率。

在这个问题中，需要计算第二条导线中的磁通量的变化率，并由此得出感应电动势。

电磁感应和电磁感应定律的磁场方向练习题

电磁感应和电磁感应定律的磁场方向练习题在学习电磁感应和电磁感应定律的过程中，我们经常会遇到需要确定磁场方向的问题。

本文将提供一些电磁感应和电磁感应定律相关的练习题，帮助读者巩固和加深对这些概念和规律的理解。

练习题一：一个导体绕着固定轴旋转，轴的方向与磁场方向垂直，当导体以一定的角速度旋转时，会在导体两端产生电动势。

请确定导体两端所产生的电动势的方向以及磁场的方向。

解答：根据电磁感应定律，当导体以一定的角速度旋转时，磁力线会穿过导体，导致导体两端产生电势差。

根据右手定则，如果将拇指放在旋转轴上，手指指向旋转的方向，那么四指弯曲的方向就是电流流动的方向，也就是电动势的方向。

根据此规律，可以确定导体两端所产生的电动势的方向。

而对于磁场方向，根据左手定则，将左手伸直，拇指指向电流的方向，四指的弯曲方向就是磁场的方向。

练习题二：一个长导线通电，另一根导线靠近并平行放置，当通电导线的电流发生变化时，另一根导线中是否会产生电流？如果会，确定电流的方向。

解答：根据电磁感应定律，当通电导线的电流发生变化时，会在靠近的导线中产生电流。

对于确定电流方向，可以使用右手螺旋定则。

将右手的拇指指向通电导线的电流方向，剩下的四指的弯曲方向就是另一根导线中产生的电流方向。

练习题三：一个平面线圈放置在垂直于地面的磁场中，当线圈中的电流方向发生变化时，线圈会受到一个力的作用。

请确定线圈所受力的方向。

解答：根据电磁感应定律，当线圈中的电流方向发生变化时，线圈会受到一个力的作用，该力可以用右手螺旋法则确定方向。

将右手伸直，将手指放在线圈所在平面内并指向电流的方向，那么手掌所施加的力的方向就是线圈所受力的方向。

练习题四：一个导体杆在水平面上自由运动，当导体杆通过磁场时，会产生感应电流。

确定感应电流的方向。

解答：根据电磁感应定律，当导体杆通过磁场时，会产生感应电流。

为了确定感应电流的方向，可以使用右手螺旋定则。

将右手伸直，将拇指指向导体杆的运动方向，其余四指的弯曲方向即为感应电流的方向。

电磁感应复习练习二

高二物理补充练习二姓名：________1．在匀强磁场中，a 、b 是两条平行金属导轨，而c 、d 为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是( ) A ．电压表有读数，电流表没有读数 B ．电压表有读数，电流表也有读数 C ．电压表无读数，电流表有读数 D ．电压表无读数，电流表也无读数2．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示. 当磁场以10 T/s 的变化率增强时，线框中点a 、b 两点间的电势差是（）A ．U ab =0.1 VB ．U ab =-0.1 VC ．U ab =0.2 VD ．U ab =-0.2 V3．如图所示，xoy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面oab ，其圆心在原点o ，开始时导体环在第四象限，从t＝0时刻起绕o 点在xoy 坐标平面内逆时针匀速转动。

若以逆时针方向的电流为正，下列表示环内感应电流i 随时间t 变化的图像中，正确的是( )4．如图，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab 接在两导轨之间，在开关S 断开时让ab 自由下落，ab 下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计。

ab 下落一段时间后开关闭合，从开关闭合开始计时，ab 下滑速度v 随时间变化的图象不可能是( )5．如图所示电路中，A 1、A 2是两只相同的电流表，电感线圈L 的直流电阻与电阻R 阻值相等.下面判断正确的是（）A ．开关S 接通的瞬间，电流表A 1的读数大于A 2的读数B ．开关S 接通的瞬间，电流表A 1的读数小于A 2的读数C ．开关S 接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A 1的读数大于A 2的读数D ．开关S 接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A 1数等于A 2的读数6．如图所示，A 、B 都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A 是闭合的，环B 是断开的．若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是( ) A ．图中磁铁N 极接近A 环时，A 环被吸引，而后被推开 B ．图中磁铁N 极远离A 环时，A 环被排斥，而后随磁铁运动 C ．用磁铁N 极接近B 环时，B 环被推斥，远离磁铁运动D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥7．如图所示，闭合小金属环从高h处的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则下列说法正确的是（）A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h8．如图所示,两线圈绕在同一软铁芯的两端并组成水平放置的光滑导轨,两金属棒PQ、MN可自由移动.当PQ在外力作用下运动时,MN在安培力作用下向右运动,则PQ可能的运动是（）A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动9．如图甲所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好。

[原创]-人教版扬中市八桥中学高二物理期中复习练习二(电磁感应)

扬中市八桥中学高二物理期中复习练习二（电磁感应）班级________________学号_________________姓名_____________一、选择题（本题共10小题，每题有一个或多个选项正确）1、在如图所示的匀强磁场中有一光滑的金属轨道,轨道上放有两根平行金属棒AB、CD.当棒AB向右平行移动时,棒CD将（）A．保持静止B. 向左运动C. 向右运动D. 发生转动2、下列关于感应电动势和感应电流的说法中，正确的是：（）A．只要导体在磁场中运动，导体中就有感应电动势B．穿过一个电路的磁通量发生变化,这个电路中就一定有感应电流C．穿过一个闭合电路的磁通量发生变化，这个电路中一定有感应电动势D．两个闭合电路中的感应电动势相同，那么它们的感应电流一定相同3、在左图中线圈A的ab端加上右图所示的电压时，在0—t时间里，线圈B中感应电流方向及线圈B的受力方向情况是: （）A．感应电流方向不变B．受力方向不变C．感应电流方向改变D．受力方向改变4、如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时,小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外,其它电阻不计,要使灯泡的功率变为2P0，下列措施正确的是:（）A．换一个电阻为原来一半的灯泡B．把磁感应强度B增加为原来的2倍C．换一根质量为原来2倍的金属棒D．把导轨间距离增大为原来的2倍5、如图所示，线圈L的直流电阻不计，闭合S且电路稳定后，灯泡正常发光。

下列判断正确的是：（）A．S刚闭合时，灯炮立即正常发光B．S闭合且电路稳定后,再断开S的瞬间，灯熄灭，电容器不带电C．当灯泡正常发光时，电容器不带电D．S闭合且电路稳定后，再断开S的瞬间，灯熄灭，电容器的a板带负电6、如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管B 内，下列说法正确的是（）A ．若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤示数减小B ．若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤示数增大C ．若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤示数增大D ．若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤示数减小7、在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒AB ，以初速度v 水平抛出。

带电粒子在电场中的偏转题目

以下是带电粒子在电场中的偏转题目示例：
一个质量为m，电荷量为q的带电粒子以平行于板面的初速度v0射入两平行金属板间，两板间距离为d，板长为L，在金属板间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子离开金属板时偏离原来的直线方向的角度为α，求射出时的侧向位移量y。

（不考虑重力作用）水平放置的两平行金属板间距为d，加上方向竖直向上的匀强电场，原来带负电的微粒恰好以水平速度v0匀速通过两极板间。

现在改变两极板间的电场方向（两极板的电场强度大小不变），若使微粒仍然以原来的速度通过两极板间，则微粒通过两极板间的运动时间变为原来的多少倍？。