最新高三物理磁场大题培训资料
高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编及答案
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高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编及答案一、选择题1.如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图,粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O 点,出现一个光斑.在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后,粒子束发生偏转,沿半径为r 的圆弧运动,打在荧光屏上的P 点,然后在磁场区域再加一竖直向下,场强大小为E 的匀强电场,光斑从P 点又回到O 点,关于该粒子(不计重力),下列说法正确的是A .粒子带负电B .初速度为B v EC .比荷为2q B r m ED .比荷为2qE m B r2.如图甲是磁电式电流表的结构图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。
线圈中a 、b 两条导线长度均为l ,未通电流时,a 、b 处于图乙所示位置,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B 。
通电后,a 导线中电流方向垂直纸面向外,大小为I ,则( )A .该磁场是匀强磁场B .线圈平面总与磁场方向垂直C .线圈将逆时针转动D .a 导线受到的安培力大小始终为BI l3.如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里,有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场,则质子射入磁场的运动速率越大,A.其轨迹对应的圆心角越大B.其在磁场区域运动的路程越大C.其射出磁场区域时速度的偏向角越大D.其在磁场中的运动时间越长4.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入,沿曲线dpa打到屏MN上的a点,通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上.若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于tD.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t5.对磁感应强度的理解,下列说法错误的是()A.磁感应强度与磁场力F成正比,与检验电流元IL成反比B.磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C.磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的,与检验电流I无关D.磁感线越密,磁感应强度越大6.电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律,运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。
[必刷题]2024高三物理下册电磁场专项专题训练(含答案)
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[必刷题]2024高三物理下册电磁场专项专题训练(含答案)试题部分一、选择题:A. 匀速直线运动B. 匀速圆周运动C. 匀加速直线运动D. 匀加速圆周运动2. 下列关于电磁感应现象的描述,错误的是:A. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流B. 感应电流的方向与磁场方向有关C. 感应电流的大小与导体运动速度成正比D. 感应电流的大小与导体长度成正比A. 电势能减小B. 电势能增加C. 电势增加D. 电势减小A. 电容器充电时,电场能转化为磁场能B. 电容器放电时,电场能转化为磁场能C. 电感器中的电流增大时,磁场能转化为电场能D. 电感器中的电流减小时,磁场能转化为电场能A. 电磁波在真空中传播速度为3×10^8 m/sB. 电磁波的传播方向与电场方向垂直C. 电磁波的传播方向与磁场方向垂直D. 电磁波的波长与频率成正比A. 匀速直线运动B. 匀速圆周运动C. 匀加速直线运动D. 匀加速圆周运动A. 洛伦兹力的方向垂直于带电粒子的速度方向B. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度成正比C. 洛伦兹力的大小与磁感应强度成正比D. 洛伦兹力的方向与磁场方向垂直8. 一个闭合线圈在磁场中转动,下列关于感应电动势的说法,正确的是:A. 感应电动势的大小与线圈面积成正比B. 感应电动势的大小与磁场强度成正比C. 感应电动势的大小与线圈转速成正比D. 感应电动势的方向与磁场方向平行A. 变化的电场会产生磁场B. 变化的磁场会产生电场C. 静止的电荷会产生磁场D. 静止的磁场会产生电场A. 电场强度与磁场强度成正比B. 电场强度与磁场强度成反比C. 电场强度与电磁波频率成正比D. 电场强度与电磁波波长成正比二、判断题:1. 带电粒子在电场中一定受到电场力的作用。
()2. 电磁波在传播过程中,电场方向、磁场方向和传播方向三者相互垂直。
()3. 在LC振荡电路中,电容器充电完毕时,电场能最大,磁场能为零。
高三磁场复习题及答案
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高三磁场复习题及答案1. 磁场的基本性质是什么?磁场是一种物理场,它对处于其中的磁体或电流有作用力。
磁场的基本性质包括:对磁体产生磁力作用,对电流产生磁力作用,以及对磁体或电流产生磁化作用。
2. 磁场的方向是如何规定的?磁场的方向是由磁场线的方向来表示的。
在磁场中,磁场线从磁北极指向磁南极,且磁场线是闭合的曲线。
3. 磁场强度的单位是什么?磁场强度的单位是特斯拉(T),也可以使用高斯(Gs)作为单位,其中1特斯拉等于10,000高斯。
4. 描述磁场的物理量有哪些?描述磁场的物理量主要有磁场强度(B)、磁感应强度(Φ)、磁通量(Φ)和磁通密度(B)。
5. 磁场对电流的作用力如何计算?磁场对电流的作用力可以通过安培力公式计算,公式为:F =BILsinθ,其中F是作用力,B是磁场强度,I是电流,L是导线长度,θ是导线与磁场方向的夹角。
6. 洛伦兹力公式是什么?洛伦兹力公式描述了带电粒子在磁场中受到的力,公式为:F = qvBsinθ,其中F是洛伦兹力,q是带电粒子的电荷量,v是带电粒子的速度,B是磁场强度,θ是速度方向与磁场方向的夹角。
7. 什么是磁通量?磁通量是指穿过某一面积的磁力线的总数,其公式为:Φ =B⋅A⋅cosθ,其中Φ是磁通量,B是磁场强度,A是面积,θ是磁场方向与面积法线方向的夹角。
8. 磁通量的变化会导致什么现象?磁通量的变化会导致电磁感应现象,即在闭合电路中产生感应电动势,这是法拉第电磁感应定律的表述。
9. 什么是磁感应强度?磁感应强度是描述磁场强度的物理量,其定义为单位面积上的磁通量,公式为:B = Φ/A,其中B是磁感应强度,Φ是磁通量,A是面积。
10. 磁场对运动电荷的作用力与哪些因素有关?磁场对运动电荷的作用力与电荷量、电荷速度、磁场强度以及电荷速度与磁场方向的夹角有关。
高三磁场复习题及答案
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高三磁场复习题及答案# 高三磁场复习题及答案一、选择题1. 磁场的基本性质A. 磁场对静止的电荷有作用力B. 磁场对运动的电荷有作用力C. 磁场对电流有作用力D. 磁场对磁铁有作用力正确答案:D2. 洛伦兹力的方向根据左手定则,当一个带正电的粒子以速度v进入磁场B中,洛伦兹力的方向是:A. 垂直于v和BB. 与v和B平行C. 与v和B成45度角D. 与v和B成90度角正确答案:A3. 磁感应强度的定义磁感应强度B与垂直于磁场方向的电流I和导线长度L的关系是:A. B = μ₀I/LB. B = μ₀I/(2πL)C. B = μ₀I/(4πL)D. B = μ₀I/(8πL)正确答案:C二、填空题1. 磁场的基本单位是_________(填入单位符号)。
答案:特斯拉(T)2. 一个长为L的直导线,通过电流I,若导线垂直于磁场方向,且磁场强度为B,则导线所受的安培力大小为_________。
答案:BIL3. 地球的磁场是由_________产生的。
答案:地球内部的液态金属流动三、简答题1. 简述洛伦兹力的特点。
答案:洛伦兹力是带电粒子在磁场中运动时受到的力,其大小与粒子的电荷量、速度以及磁场强度有关。
洛伦兹力的方向垂直于粒子运动方向和磁场方向,且大小与粒子速度和磁场强度的乘积成正比。
2. 描述磁通量的概念及其计算公式。
答案:磁通量是描述磁场穿过某个面积的量,其计算公式为Φ = B·A·cosθ,其中B是磁场强度,A是面积,θ是磁场方向与面积法线之间的夹角。
四、计算题1. 一个长为2米的直导线,通过电流5安培,垂直于磁场方向,磁场强度为0.5特斯拉,求导线所受的安培力大小。
答案:根据安培力公式F = BIL,代入数据得F = 0.5T * 5A * 2m = 5N。
2. 一个带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,以速度v进入一个均匀磁场B中,求粒子在磁场中做圆周运动的半径。
答案:根据洛伦兹力提供向心力的原理,有qvB = mv²/r,解得r= mv/(qB)。
高中物理选修3-1磁场 复习 提纲+例题
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V2
V0
V4
2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接 起来是一个初速度为零的匀加速直线运动
3、带电粒子每经电场加速一次,回旋半径 就增大一次,每次增加的动能为⊿E =qU
K
所有各次半径之比为:
1 2∶ 3∶ ∶ ...
4、对于同一回旋加速器,其粒子的回旋的 最大半径是相同的。
mv 1 2 B2q 2 R2 由最大半径得: = R E mv qB 2 2m
D、环形线圈有扩张的趋势
1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄 形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动, 当导线通入图示方向电流I时,导线的运动 情况是(从上往下看)( C ) A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升 C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上升
I
电流微元法
3、解题一般步骤: ①判断安培力方向 注意选择视图(视角) ②其它力受力分析 将立体受力图应转化成平面图 ③列力学方程:
平衡方程
牛二方程(动能定理) F=ILB ④列电学辅助方程: Q=It
u=IR ……. ⑤解方程及必要的讨论(“答”)
F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
安培力作用下物体的平衡问题 【例】在倾斜角为θ的光滑斜面上,置 一通有电流I,长为L,质 量为m的导 体棒,如图所示,在竖直向上的磁场中 静止,则磁感应强度B为 _________.
FN
θ
mg
F BIL mg tan mg tan B IL
F
B
FN
×
θ
F
mg
引申1:欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应
R
2
mV qB
2025届高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用(53张PPT)
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答案 AB
考向4 运动的周期性形成多解带电粒子在两个相邻磁场或电场、磁场相邻的空间内形成周期性的运动而形成多解。
【典例11】 (多选)(2022·湖北卷)在如图所示的平面内,分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分,一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场,另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子,
解析 电子在磁场中都做匀速圆周运动,根据题意画出电子的运动轨迹,如图所示,电子1垂直射进磁场,从b点离开,则运动了半个圆周,ab即为直径,c点为圆心,电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b
答案 A
考向2 带电粒子在平行边界磁场中的运动平行边界(存在临界条件,如图所示)。
【典例4】 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垂直射入匀强磁场,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:(1)电子的速率v0至少多大?(2)若θ角可取任意值,v0的最小值是多少?
答案 C
1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的_______,只改变带电粒子速度的方向。2.粒子的运动性质。(1)若v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做_____________。(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_____________。
考点2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
平面
0
qvB
(1)带电粒子在磁场中的速度不为零,一定受到洛伦兹力作用( )(2)洛伦兹力对运动电荷不做功( )(3)同一带电粒子在A处受到的洛伦兹力大于在B处受到的洛伦兹力,则A处的磁场一定大于B处的磁场( )
高三磁场基础知识专题训练+答案(精选)
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磁场专题训练(考试时间:60分钟,满分:100分)一、选择题:1、如图所示,以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B ,∠A=60°,AO=a 。
在O 点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的电量大小为q ,质量为m ,发射速度大小都为v0,发射方向由图中的角度θ表示.不计粒子间的相互作用及重力,下列说法正确的是( ) A .若v0=,则以θ=0°方向射入磁场的粒子在磁场中运动的时间为B .若v0=,则以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短C .若v0=,则以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D 若v0=,则在AC 边界上只有一半区域有粒子射出4、.如图所示,在半径为R 的圆形区域和边长为2R 的正方形区域里均有磁感应强度大小相同的匀强磁场,两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M 、N 两点射入匀强磁场.在M 点射入的带电粒子,其速度方向指向圆心;在N 点射入的带电粒子,速度方向与边界垂直,且N 点为正方形边长的中点,粒子重力不计,则下列说法不正确的是( )A .带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B .从M 点射入的带电粒子可能先飞出磁场C .从N 点射入的带电粒子可能先飞出磁场D .从N 点射入的带电粒子不可能比M 点射入的带电粒子先飞出磁场5.如图所示,MN 为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关系为B 1=2B 2,一带电荷量为+q 、质量为m 的粒子从O 点垂直MN 进入磁感应强度为B 1的磁场,则经过多长时间它将向下再一次通过O 点 ( )A.2πm qB 1B.2πm qB 2C.2πm q (B 1+B 2) D.πmq (B 1+B 2)6.在赤道处,将一小球向东水平抛出,落地点为a ;给小球带上电荷后,仍以原来的速度抛出,考虑地磁场的影响,下列说法正确的是 ( )A .无论小球带何种电荷,小球仍会落在a 点B .无论小球带何种电荷,小球下落时间都会延长C .若小球带负电荷,小球会落在更远的b 点D .若小球带正电荷,小球会落在更远的b 点7.如图是某粒子速度选择器的示意图.在一半径为R =10cm 的圆柱形桶内有B =10-4T 的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一直径的两端开有小孔,作为入射孔和出射孔.粒子束以不同角度入射,最后有不同速度的粒子束射出.现有一粒子源发射比荷为qm=2×1011C/kg 的阳离子,粒子束中速度分布连续.当角θ=45°时,出射粒子速度v 的大小是 ( )2×106m/s B .22×106m/s C .22×108m/s D .42×106m/s8、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在静电力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动,到达B 点时速度为零,C 点是运动的最低点,忽略重力,下述说法中正确的是 ( ) A .该离子必带正电荷 B .A 点和B 点位于同一高度C .离子在C 点时速度最大D .离子到达B 点后,将沿原曲线返回A 点9.如图所示,长为L 的水平极板间有垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B ,板间距离也为L ,板不带电.现有质量为m 、电荷量为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<BqL4mB.使粒子的速度v>5BqL4mC.使粒子的速度v>BqLmD.使粒子的速度BqL4m<v<5BqL4m10. 如图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射,粒子飞入磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )A.半径之比为3∶1 B.速度之比为1∶ 3C.时间之比为2∶3 D.时间之比为3∶2二.实验题(15分)12.(10分)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ),电流表(内阻约为1Ω),定值电阻等。
高考物理最新电磁学知识点之磁场知识点训练附答案
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高考物理最新电磁学知识点之磁场知识点训练附答案一、选择题1.如图,放射源放在铅块上的细孔中,铅块上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外.已知放射源放出的射线有α、β、γ三种.下列判断正确的是A.甲是α射线,乙是γ射线,丙是β射线B.甲是β射线,乙是γ射线,丙是α射线C.甲是γ射线,乙是α射线,丙是β射线D.甲是α射线,乙是β射线,丙是γ射线2.如图所示,两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。
一带正电粒子(不计重力)以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ,其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角,经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ,又经过t2时间后回到区域Ⅰ,设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2,则()A.ω1∶ω2=1∶1B.ω1∶ω2=2∶1C.t1∶t2=1∶1D.t1∶t2=2∶13.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图。
推进器前后表面导电,上下表面绝缘,规格为:a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。
空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度B=10.0T,方向竖直向下,若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A,方向如图。
则下列判断正确的是()A.推进器对潜艇提供向左的驱动力,大小为4.0×103NB.推进器对潜艇提供向右的驱动力,大小为5.0×103NC.超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向D.通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能4.如图所示,边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线过ab边中点和ac边中点,在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,此时导线框通电处于静止状态,细线的拉力为F 1;保持其他条件不变,现虚线下方的磁场消失,虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半,此时细线的拉力为F 2 。
专题57 带电粒子在磁场中的运动-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
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2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题57带电粒子在磁场中的运动导练目标导练内容目标1洛伦兹力的大小方向目标2带电粒子在有界磁场中的运动目标3带电粒子在磁场中运动的多解问题【知识导学与典例导练】一、洛伦兹力的大小方向1.洛伦兹力的大小和周期(1)大小:qvB F =(v B ⊥);(2)向心力公式:rmv qvB 2=;(3)周期:22r m T v qB ππ==2.洛伦兹力的特点(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意区分正、负电荷。
(2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化。
(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。
(4)洛伦兹力永不做功。
3.洛伦兹力的方向(1)判断方法:左手定则(2)方向特点:洛伦兹力的方向一定与粒子速度方向和磁感应强度方向所决定的平面垂直(B 与v 可以有任意夹角)。
注意:由左手定则判断洛伦兹力方向时,四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。
【例1】如图所示,光滑的水平桌面处于匀强磁场中,磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为B ;在桌面上放有内壁光滑、长为L 的试管,底部有质量为m 、带电量为q 的小球,试管在水平向右的拉力作用下以速度v 向右做匀速直线运动(拉力与试管壁始终垂直),带电小球能从试管口处飞出,关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是()A .小球带负电,且轨迹为抛物线B .小球运动到试管中点时,水平拉力的大小应增大至C .洛伦兹力对小球做正功D .对小球在管中运动全过程,拉力对试管做正功,大小为qvBL 【答案】BD【详解】A .小球能从试管口处飞出,说明小球受到指向试管口的洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电;小球沿试管方向受到洛伦兹力的分力y F qvB =恒定,小球运动的轨迹是一条抛物线,故A 错误;B .由于小球相对试管做匀加速直线运动,会受到与试管垂直且向左的洛,则拉力应增大伦兹力的分力x y F qv B =小球运动到中点时沿管速度为y v =F =持匀速运动,故B 正确;C .沿管与垂直于管洛伦兹力的分力合成得到的实际洛伦兹力总是与速度方向垂直,不做功,故C 错误;D .对试管、小球组成的系统,拉力做功的效果就是增加小球的动能,由功能关系F k W E qvBL=∆=故D 正确;故选BD 。
专题56 磁场及其对电流的作用-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
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2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题56磁场及其对电流的作用导练目标导练内容目标1安培定则和磁场的叠加目标2安培力的大小方向目标3安培力作用下导体的平衡、加速问题【知识导学与典例导练】一、安培定则和磁场的叠加1.安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N 极和S 极,且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则立体图截面图2.磁场叠加问题的分析思路(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向,如图所示M 、N 在c 点产生的磁场磁感应强度分别为B M 、B N 。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中c 点的合磁场磁感应强度为B 。
【例1】如图所示,金属圆环放在绝缘水平面上,通有沿逆时针(俯视看)方向的恒定电流I 1,带有绝缘外皮的长直导线放在圆环上,圆环的圆心在直导线上,直导线中通有向右的恒定电流I 2,圆环圆心的正上方的P 点的磁感应强度大小为B ,此时直导线电流在P 点处产生;若将直导线中的电流减为零,则P 点的磁感应强度大小为()A .13BB 3B C .3B D .3B 【答案】D【详解】设圆环中电流在P 点产生的磁场磁感应强度大小为B 1,直导线中电流为I 2时在P 点产生的磁场磁感应强度大小为B 2,根据安培定则可知,两个磁场的磁感应强度垂直,根B=解得13B B =故ABC 错误,D 正确。
故选D 。
二、安培力的大小方向1.安培力公式:F =ILB sin θ。
2.两种特殊情况:(1)当I ⊥B 时,F =BIL 。
(2)当I ∥B 时,F =0。
3.弯曲通电导线的有效长度(1)当导线弯曲时,L 是导线两端的有效直线长度(如图所示)。
(2)对于任意形状的闭合线圈,其有效长度均为零,所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
高中物理选修3-1磁场知识点及习题
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一、 磁场 知识要点⑴磁极周围有磁场。
⑵电流周围有磁场(奥斯特)。
安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说),认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。
(不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。
)⑶变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。
磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。
这一点应该跟电场的基本性质相比较。
ILFB(条件是匀强磁场中,或ΔL 很小,并且L ⊥B )。
磁感应强度是矢量。
单位是特斯拉,符号为T ,1T=1N/(A ∙m)=1kg/(A ∙s 2)⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。
磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)。
⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线:⑷安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。
5.磁通量如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S ,则定义B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示。
Φ是标量,但是有方向(进该面或出该面)。
单位为韦伯,符号为W b 。
1W b =1T ∙m 2=1V ∙s=1kg ∙m 2/(A ∙s 2)。
可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。
在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下,B =Φ/S ,所以磁感应强度又叫磁通密度。
在匀强磁场中,当B 与S 的夹角为α时,有Φ=BS sin α。
二、安培力(磁场对电流的作用力)知识要点⑴用左手定则。
⑵用“同性相斥,异性相吸”(只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时)。
⑶用“同向电流相吸,反向电流相斥”(反映了磁现象的电本质)。
可以把条形磁铁等效为长直螺线管(不要把长直螺线管等效为条形磁铁)。
高三物理备考一轮总复习—带电粒子在磁场中的运动必刷题 Word版含解析
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2023届高三物理高考备考一轮总复习—带电粒子在磁场中的运动必刷题一、单选题(共7题)1.质子(11H )和α粒子(42He )以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中,它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动,它们的轨道半径和运动周期的关系是( ) A .R P :R a =1:2,T P :T a =1:2 B .R P :R a =2:1,T P :T a =2:1 C .R P :R a =1:2,T P :T a =2:1D .R P :R a =1:4,T P :T a =1:42.如图所示,在边长为a 的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。
一个质量为m 、电荷量为q +的带电粒子(重力不计)从AB 边的中点O 以某一速度v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°。
从AB 边穿出磁场的粒子中,最大速度v 为( )A B .4BqamC D .38Bqam3.如图所示,匀强磁场限定在一个圆形区域内,磁感应强度大小为B ,一个质量为m ,电荷量为q ,初速度大小为v 的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P 点射入磁场,从Q 点沿半径方向射出磁场,粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了θ角,忽略重力及粒子间的相互作用力,下列说法错误..的是( )A .粒子带正电B .粒子在磁场中运动的轨迹长度为mv θBqC .粒子在磁场中运动的时间为m θBqD .圆形磁场区域的半径为tan mvθBq4.如图,一束正离子平行纸面、从两极板中央平行极板射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里,离子束保持原运动方向未发生偏转,接着进入另一匀强磁场B2,发现这些离于分成几束,不计离子间的相互作用,可以判断这几束粒子()A.质量一定不同B.速率一定不同C.动能一定不同D.比荷一定不同5.圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个完全相同的带电粒子a b c、、,以不同的速率从A点开始对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹分别如图所示。
高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编含答案解析
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高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编含答案解析一、选择题1.如图所示为质谱仪的原理图,一束粒子流由左端平行于P 1、P 2射入,粒子沿直线通过速度选择器,已知速度选择器的电场强度为E ,磁感应强度为B 1.粒子由狭缝S 0进入匀强磁场B 2后分为三束,它们的轨道半径关系为132r r r =<,不计重力及粒子间的相互作用力,则下列说法中正确的是( )A .P 1极板带负电B .能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于1B EC .三束粒子在磁场B 2中运动的时间相等D .粒子1的比荷11q m 大于粒子2的比荷22q m 2.对磁感应强度的理解,下列说法错误的是( ) A .磁感应强度与磁场力F 成正比,与检验电流元IL 成反比 B .磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C .磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的,与检验电流I 无关D .磁感线越密,磁感应强度越大3.如图所示,一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B 。
当通以从左到右的恒定电流I 时,金属材料上、下表面电势分别为φ1、φ2。
该金属材料垂直电流方向的截面为长方形,其与磁场垂直的边长为a 、与磁场平行的边长为b ,金属材料单位体积内自由电子数为n ,元电荷为e 。
那么A .12IBenb ϕϕ-= B .12IB enb ϕϕ-=- C .12IB enaϕϕ-=D .12IB enaϕϕ-=-4.如图,一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。
已知电场强度为E ,方向竖直向下,磁感应强度为B ,方向垂直于纸面向外。
粒子圆周运动的半径为R ,若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2,假设粒子质量和电量都恰好均分,粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动,半径变为3R,下列说法正确的是()A.粒子带正电荷B.粒子分裂前运动速度大小为REB gC.粒子2也做匀速圆周运动,且沿逆时针方向D.粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R5.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。
高考物理新电磁学知识点之磁场技巧及练习题附答案解析
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高考物理新电磁学知识点之磁场技巧及练习题附答案解析一、选择题1.一回旋加速器当外加磁场一定时,可把质子加速到v ,它能把氚核加速到的速度为 ( )A .vB .2vC .3vD .23v 2.2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。
如图所示为回旋加速器原理示意图,现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中,接入高频电源。
分别加速氘核和氦核,下列说法正确的是( )A .它们在磁场中运动的周期相同B .它们的最大速度不相等C .两次所接高频电源的频率不相同D .仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能3.回旋加速器是加速带电粒子的装置.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A .减小磁场的磁感应强度B .增大匀强电场间的加速电压C .增大D 形金属盒的半径D .减小狭缝间的距离4.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d 点垂直于磁场方向射入,沿曲线dpa 打到屏MN 上的a 点,通过pa 段用时为t .若该微粒经过P 点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN 上.若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于tD.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t5.电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律,运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。
工作原理如图所示,将患者血管置于磁感应强度为B的匀强磁场中,测出管壁上MN两点间的电势差为U,已知血管的直径为d,则血管中的血液流量Q为()A.πdUBB.π4dUBC.πUBdD.π4UBd6.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作:当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态.如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为υ.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭.则元件的()A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与υ无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为eU a7.如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5Ω,边长L=0.3m,处在两个半径均为r=0.1m的圆形匀强磁场中,线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合,磁感应强度B1垂直水平面向外;B2垂直水平面向里,B1、B2随时间t的变化如图乙所示,线框一直处于静止状态,计算过程中取π3=,下列说法正确的是()A.线框具有向左的运动趋势B.t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5WbC.t=0.4s时刻线框中感应电动势为1.5VD.0-0.6s内通过线框横截面电荷量为0.018C8.如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出)。
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1.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A 点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成600角。
现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为A.12t∆ B.2t∆C.13t∆ D.3t∆2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。
杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示。
则A.θ=0时,杆产生的电动势为2BavB.3πθ=3BavC.θ=0时,杆受的安培力大小为23(2)RB avπ+D.3πθ=时,杆受的安培力大小为23(53)RB avπ+3.如图,质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷,电荷最分别为q A 和q B ,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别v A 和v B ,最大动能分别为E kA 和E kB 。
则 ( )(A )m A 一定小于m B(B )q A 一定大于q B (C )v A 一定大于v B (D )E kA 一定大于E kB4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V ,6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是A .120V ,0.10AB .240V ,0.025AC .120V ,0.05AD .240V ,0.05A5.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率tB ∆∆的大小应为A.πω04B B.πω02B C.πω0B D.πω20B6.如图所示直角坐标系xoy 中,矩形区域oabc 内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.0×10-2T ;第一象限内有沿y -方向的匀强电场,电场强度大小为5100.1⨯=E N/C 。
已知矩形区域Oa 边长为0.60m ,ab 边长为0.20m 。
在bc 边中点N 处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为6100.1⨯=v m/s 的某种带正电粒子,带电粒子质量27106.1-⨯=m kg ,电荷量19102.3-⨯=q C ,不计粒子重力,求:(计算结果保留两位有效数字)(1)粒子在磁场中运动的半径;(2)从x 轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短路程为多少?(3)放射源沿-x 方向射出的粒子,从射出到从y 轴离开所用的时间。
7.如图所示,相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成。
PG右侧部分单位长度电阻为r0,且PQ=QH=GH=L。
PG左侧导轨与导体棒电阻均不计。
整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。
质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动,在到达PG之前导体棒AC已经匀速。
(1)求当导体棒匀速运动时回路中的电流;(2)若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒加速度;(3)若导体棒初始位置与PG相距为d,运动到QH位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。
8.(12分)如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。
将一个不知道电荷性质,电量为2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.2J。
求:(1)判断电荷带正电还是负电?由A到B电场力做的功W AB?(2)A、B两点的电势差U AB为多少?(3)匀强电场的场强的大小?9.(18分)如图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q 两点,NS和MT间距为1.8h.质量为m、带电量为q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g.(1)求该电场强度的大小和方向。
(2)要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值。
(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值。
10.在如图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为E=×104 V/m.x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2T.把一个比荷为qm=2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计.(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径;(保留两位有效数字)(3)当电荷第二次到达x轴时,电场立即反向,而场强大小不变,试确定电荷到达y轴时的位置坐标.11.(20分)如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右。
空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B。
匀强电场(图中未画出)方向平行于xoy平面,小球(可视为质点)的质量为m、带电量为+q,已知电场强度大小为mgEq=,g为重力加速度。
(1)若匀强电场方向水平向左,使小球在空间中做直线运动,求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向;(2)若匀强电场在xoy平面内的任意方向,确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围;(3)若匀强电场方向竖直向下,将小球从O点由静止释放,求小球运动过程中距x轴的最大距离。
12.如图所示,一根长为l的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场,电场强度大小为E,方向水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ=370时,小球处于平衡状态,(sin370=0.6)试求:(1)小球带何种电荷,带电量为多少;(2)如果将细线剪断,小球经时间t发生的位移大小;(3)若将小球拉至最低点无初速释放,当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。
13.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在第四象限内存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场强度相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰能做匀速圆周运动,之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.试求:(1)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小.(2)带电质点在第四象限空间运动过程中的最小速度.14.(18分)如图所示,在直角坐标系xoy 平面的第II 象限内有半径为R 的圆1O 分别与x 轴、y 轴相切于C (R -,0)、D (0,R )两点,圆1O 内存在垂直于xoy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度B .与y 轴平行且指向负方向的匀强电场左边界与y 轴重合,右边界交x 轴于G 点,一带正电的粒子A (重力不计)电荷量为q 、质量为m ,以某一速率垂直于x 轴从C 点射入磁场,经磁场偏转恰好从D 点进入电场,最后从G 点以与x 轴正向夹角45°的方向射出电场.求:(1)OG 之间距离;(2)该匀强电场电场强度E ;(3)若另有一个与A 的质量和电荷量相同、速率也相同的正粒子A ',从C 点沿与x 轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A '再次回到x 轴上某点时,该点坐标值为多少?参考答案【答案】B【解析】由牛顿第二定律2v qvB m r =及匀速圆周运动2rT vπ=得:mv r qB =;2m T qB π=。
作出粒子的运动轨迹图,由图可得以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场经过Δt=T/6从C 点射出磁场,轨道半径3r AO =;速度变为v/3时,运动半径是r/3=3/3AO ,由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为1200,运动时间为T/3,即2Δt 。
A 、C 、D 项错误; B 项正确。
【答案】AD【解析】杆的有效切割长度随角度变化关系为θcos 2a L =由法拉第电磁感应定律可知A 答案显然正确,B 错误;此时导体棒是电源,而两圆弧并联后作为外电路,由全电路欧姆定律通过计算可知答案D 正确,选AD 3.ACD【解析】分别对A 、B 进行受力分析,如图所示两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等,与带电量的大小无关,因此B 选项不对,对于A 球:1sin A T F θ= 1cos A A T M g θ= 对于B 球:2sin B T F θ= 2cos B B T M g θ=联立得:F=12tan tan A B M g M g θθ= 又θ1>θ2可以得出:m A <m B A 选项正确 在两球下摆的过程中根据机械能守恒:211(1cos )2A A A AM gL M v θ-=可得:12(1cos )A A v gL θ=-221(1cos )2B B B BM gL M v θ-=可得:B v =开始A 、B 两球在同一水平面上,12cos cos A B L L θθ= 由于θ1>θ2可以得出:L A >L B这样代入后可知:A B v v > C 选项正确 A 到达最低点的动能:2111111111cos 1(1cos )(1cos )cos cos tan 2tan sin 2A A A A A A A F M v M gL L FL FL θθθθθθθθ-=-=-==B 到达最低点的动能:2222222221cos 1(1cos )(1cos )cos cos tan 2tan sin 2B B B B B B B F M v M gL L FL FL θθθθθθθθ-=-=-==由于θ1>θ2可知,12tantan22θθ>又:12cos cos A B L L θθ=可得:221122A AB BM v M v >因此D 选项也正确。