磁场典型例题解析

安培分子电流假说 磁性材料·典型例题解析

【例1】 关于分子电流，下面说法中正确的是 [ ]

A ．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的

B ．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的

C ．“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流

D ．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象

点拨：了解物理学发展历史，不仅能做好这类题，也能帮助我们历史地去看待科学的发展进程．解答：正确的是B ．

【例2】 回旋加速器的磁场B ＝1.5T ，它的最大回旋半径r ＝0.50m ．当分别加速质子和α粒子时，求：(1)加在两个D 形盒间交变电压频率之比． (2)粒子所获得的最大动能之比． 解析：(1)T ＝2πm/Bq ，故f P /f α＝qp m α/q αm P ＝2．

(2)由r ＝mv/Bq 可得v ＝Bqr/m ，所以被加速粒子的动能E k ＝mv 2/2＝B 2q 2r 2

/2m ．同一加速器最大半径r 和所加磁场相同，故E P /E α＝1．

点拨：比例法是解物理问题的有效方法之一．使用的程序一般是：根据研究对象的运动过程确定相应的物理规律，根据题意确定运动过程中的恒量，分析剩余物理量间的函数关系，建立比例式求解．

【例3】 如图16－74所示是显像管电子束运动的示意图．设加速电场两极间的电势差为U ，垂直于纸平面的匀强磁场区域的宽度为L ，要使电子束从磁场

出来在图中所示120°范围内发生偏转(即上、下各偏转60°)，

磁感应强度B 的变化范围如何？(电子电量e 、质量m 已知)

点拨：这是彩色电视机显像管理想化以后的模型．先确定电子运

动的圆心再结合几何知识求解．参考答案例．≥≥3B 01232mU e

安培力 磁感应强度·典型例题解析

【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 [ ]

A ．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大

B ．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向

C ．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同

D ．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感

线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．解答：正确的应选D．

【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方

向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的

方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极． [ ]

解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．

点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．

磁场磁感线·典型例题解析

【例1】在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知 [ ]

A．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针

B．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针

C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过

D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过

点拨：掌握小磁针的N极受力方向与磁场方向相同，S极受力方向与磁场方向相反是解决此类问题的关键．解答：正确的应选C．

【例2】下列关于磁感线的说法正确的是 [ ]

A．磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向

B．磁场中任意两条磁感线均不可相交

C．铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线

D．磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极

点拨：对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是关键．解答：正确的应选AB

磁场对运动电荷的作用力·典型例题解析

【例1】图16－49是表示磁场磁感强度B，负电荷运动方向v

和磁场对电荷作用力f的相互关系图，这四个图中画得正确的是

(B、v、f两两垂直) [ ]

解答：正确的应选A、B、C．点拨：由左手定则可知四指指示正

电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指示的方向应与速度

方向相反．

【例2】带电量为＋q 的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 [ ]

A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B ．如果把＋q 改为－q ，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变

C ．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用

D ．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小

点拨：理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是关键．解答： B

【例3】如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是 [ ]

A ．作匀速直线运动

B 、作匀变速直线运动

C ．作变加速曲线运动

D ．作匀变速曲线运动

点拨：当v ∥B 时，f ＝0，故运动电荷不受洛伦兹力作用而作匀速直线运动．当v 与B 不平行时，f ≠0且f 与v 恒垂直，即f 只改变v 的方向．故运动电荷作变加速曲线运动．参考答案：AC

【例4】如图16－50所示，在两平行板间有强度为E 的匀强电场，方

向竖直向下，一带电量为q 的负粒子(重力不计)，垂直于电场方向以速

度v 飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一个怎

样方向的磁场，其磁感应强度为多大？

点拨：要使粒子沿直线飞出，洛伦兹力必须与电场力平衡．参考答案：磁感应强度的方向应垂直于纸面向内，大小为E/v

带电粒子在磁场中的运动 质谱仪·典型例题解析

【】质子和α粒子从静止开始经相同的电势差加速例1 (H)(He)11

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后垂直进入同一匀强磁场作圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek 1∶Ek 2＝________，轨道半径之比r 1∶r 2＝________，周期之比T 1∶T 2＝________．

解答：∶＝∶＝∶，∶＝∶E E q U q U 12r r k1k21212m v q B m v q B m E q k 111222111

2= ∶＝∶，∶＝∶＝∶．22222221122m E q m q B m q B k 1T T 1212ππ

点拨：理解粒子的动能与电场力做功之间的关系，掌握粒子在匀强磁场中作圆周运动的轨道半径和周期公式是解决此题的关键．

【例2】如图16－60所示，一束电子(电量为e)以速度v 垂直射入磁感

强度为B ，宽度为d 的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与原来入射方

向的夹角是30°，则电子的质量是________，穿透磁场的时间是

________．