高中物理易错题精选 磁场错题集

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高考物理最新电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析

高考物理最新电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析

高考物理最新电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析一、选择题1.如图所示,空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,有一带电液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感应强度为B,重力加速度为g,则液滴环绕速度大小及方向分别为()A.EB,顺时针B.EB,逆时针C.BgRE,顺时针D.BgRE,逆时针2.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3.如图所示,有abcd四个离子,它们带等量的同种电荷,质量不等.有m a=m b<m c=m d,以不等的速度v a<v b=v c<v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场,由此可判定( )A.射向P1的是a离子B.射向P2的是b离子C.射到A1的是c离子D.射到A2的是d离子4.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 l5.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.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。

高考物理专题电磁学知识点之磁场易错题汇编含解析

高考物理专题电磁学知识点之磁场易错题汇编含解析

高考物理专题电磁学知识点之磁场易错题汇编含解析一、选择题1.电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示,其中正确的是( )A .B .C .D .2.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 。

已知重力加速度为g ,则导线框的质量为A .2123F F g +B .212 3F F g -C .21F F g -D .21 F F g+ 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 .12IB enb ϕϕ-= B .12IB enb ϕϕ-=-C .12IB enaϕϕ-=D .12IB enaϕϕ-=-4.如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界上,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力),从O 点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,则正、负离子在磁场中运动的过程,下列判断正确的是A.运动的轨道半径不同B.重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同C.运动的时间相同D.重新回到磁场边界的位置与O点距离不相等5.如图所示,用一细线悬挂一根通电的直导线ab(忽略外围电路对导线的影响),放在螺线管正上方处于静止状态,与螺线管轴线平行,可以在空中自由转动,导线中的电流方向由a指向b。

现给螺线管两端接通电源后(螺线管左端接正极),关于导线的受力和运动情况,下列说法正确的是()A.在图示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止B.从上向下看,导线ab从图示位置开始沿逆时针转动C.在图示位置,导线a、b两端受到安培力方向相同导线ab摆动D.导线ab转动后,第一次与螺线管垂直瞬间,所受安培力方向向上6.如图,一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中,盒子边长为L,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒左面正中间和底面上各有一小孔(孔大小相对底面大小可忽略),底面小孔位置可在底面中线MN间移动,让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速度进入盒内,若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U,可使得液滴恰好能从底面小孔通过,测得小孔到M点的距离为d,已知磁场磁感强度为B,不考虑液滴之间的作用力,不计一切阻力,则以下说法正确的是()A.液滴一定带正电B.所加电压的正极一定与正方形盒子的后表面连接C.液滴从底面小孔通过时的速度为g v dL =D.恒定电压为U Bd Lg=7.如图所示,空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一个带负电的金属小球从M点水平射入场区,经一段时间运动到M点的右下方N点,关于小球由M到N的运动,下列说法正确的是()A.小球可能做匀变速运动B.小球一定做变加速运动C.小球动量可能不变D.小球机械能守恒8.如图所示,地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直纸面向里,一个带正电的油滴,沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动,由此可以判断A.匀强电场方向一定是水平向左B.油滴沿直线一定做匀加速运动C.油滴可能是从N点运动到M点D.油滴一定是从N点运动到M点9.三根通电长直导线a、b、c平行且垂直纸面放置,其横截面如图所示,a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点,∠c=90︒,∠a=37︒。

磁场错题集物理组高二年级主要内容本章内容包括磁感应

磁场错题集物理组高二年级主要内容本章内容包括磁感应

磁场错题集(1)物理组高二年级一、主要内容本章内容包括磁感应强度、磁感线、磁通量、电流的磁场、安培力、洛仑兹力等基本概念,以及磁现象的电本质、安培定则、左手定则等规律。

二、基本方法本章涉及到的基本方法有,运用空间想象力和磁感线将磁场的空间分布形象化是解决磁场问题的关键。

运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况是将力学知识与磁场问题相结合的切入点。

三、错解分析例1摆长为ι的单摆在匀强磁场中摆动,摆动平面与磁场方向垂直,如图10-14所示。

摆动中摆线始终绷紧,若摆球带正电,电量为q,质量为m,磁感应强度为B,当球从最高处摆到最低处时,摆线上的拉力T多大?【错解】T,f始终垂直于速度v,根据机械能守恒定律:在C处,f洛竖直向上,根据牛顿第二定律则有【错解原因】考虑问题不全面,认为题目中“从最高点到最低处”是指AC的过程,忽略了球可以从左右两方经过最低点。

【分析解答】球从左右两方经过最低点,因速度方向不同,引起f洛不同,受力分析如图10-15所示。

由于摆动时f洛和F拉都不做功,机械能守恒,小球无论向左、向右摆动过C点时的速度大小相同,方向相反。

摆球从最高点到达最低点C的过程满足机械能守恒:当摆球在C的速度向右,根据左手定则,f洛竖直向上,根据牛顿第二定律则有当摆球在C的速度向左,f洛竖直向下,根据牛顿第二定律则有所以摆到最低处时,摆线上的拉力【评析】要避免本题错解的失误,就要对题目所叙述的各个状态认真画出速度方向,用左手定则判断洛仑兹力的方向。

其余的工作就是运用牛顿第二定律和机械能守恒定律解题。

例2 如图10-16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=3×10-20kg,电量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁场区域的半径R=3×10-1m,不计重力,求磁场的磁感应强度。

【错解】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动【错解原因】没有依据题意画出带电粒子的运动轨迹图,误将圆形磁场的半径当作粒子运动的半径,说明对公式中有关物理量的物理意义不明白。

高考物理带电粒子在磁场中的运动易错题综合题含答案

高考物理带电粒子在磁场中的运动易错题综合题含答案

高考物理带电粒子在磁场中的运动易错题综合题含答案一、带电粒子在磁场中的运动压轴题1.如图所示,在平面直角坐标系xOy 的第二、第三象限内有一垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场区域△ABC ,A 点坐标为(0,3a ),C 点坐标为(0,﹣3a ),B 点坐标为(23a -,-3a ).在直角坐标系xOy 的第一象限内,加上方向沿y 轴正方向、场强大小为E=Bv 0的匀强电场,在x=3a 处垂直于x 轴放置一平面荧光屏,其与x 轴的交点为Q .粒子束以相同的速度v 0由O 、C 间的各位置垂直y 轴射入,已知从y 轴上y =﹣2a 的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过O 点.忽略粒子间的相互作用,不计粒子的重力. (1)求粒子的比荷;(2)求粒子束射入电场的纵坐标范围;(3)从什么位置射入磁场的粒子打到荧光屏上距Q 点最远?求出最远距离.【答案】(1)0v Ba(2)0≤y≤2a (3)78y a =,94a【解析】 【详解】(1)由题意可知, 粒子在磁场中的轨迹半径为r =a 由牛顿第二定律得Bqv 0=m 2v r故粒子的比荷v q m Ba= (2)能进入电场中且离O 点上方最远的粒子在磁场中的运动轨迹恰好与AB 边相切,设粒子运动轨迹的圆心为O ′点,如图所示.由几何关系知O ′A =r ·ABBC=2a 则OO ′=OA -O ′A =a即粒子离开磁场进入电场时,离O 点上方最远距离为OD =y m =2a所以粒子束从y 轴射入电场的范围为0≤y ≤2a (3)假设粒子没有射出电场就打到荧光屏上,有3a =v 0·t 02019222qE y t a a m ==>, 所以,粒子应射出电场后打到荧光屏上粒子在电场中做类平抛运动,设粒子在电场中的运动时间为t ,竖直方向位移为y ,水平方向位移为x ,则 水平方向有x =v 0·t竖直方向有212qE y t m=代入数据得x设粒子最终打在荧光屏上的点距Q 点为H ,粒子射出电场时与x 轴的夹角为θ,则00tan y x qE x v m v v v θ⋅===有H =(3a -x )·tan θ=当y =98a 时,H 有最大值 由于98a <2a ,所以H 的最大值H max =94a ,粒子射入磁场的位置为y =98a -2a =-78a2.科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的反物质.例如:正电子就是电子的反粒子,它跟电子相比较,质量相等、电量相等但电性相反.如图是反物质探测卫星的探测器截面示意图.MN 上方区域的平行长金属板AB 间电压大小可调,平行长金属板AB 间距为d ,匀强磁场的磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里.MN 下方区域I 、II 为两相邻的方向相反的匀强磁场区,宽度均为3d ,磁感应强度均为B ,ef 是两磁场区的分界线,PQ 是粒子收集板,可以记录粒子打在收集板的位置.通过调节平行金属板AB 间电压,经过较长时间探测器能接收到沿平行金属板射入的各种带电粒子.已知电子、正电子的比荷是b ,不考虑相对论效应、粒子间的相互作用及电磁场的边缘效应.(1)要使速度为v 的正电子匀速通过平行长金属极板AB ,求此时金属板AB 间所加电压U ;(2)通过调节电压U 可以改变正电子通过匀强磁场区域I 和II 的运动时间,求沿平行长金属板方向进入MN 下方磁场区的正电子在匀强磁场区域I 和II 运动的最长时间t m ; (3)假如有一定速度范围的大量电子、正电子沿平行长金属板方向匀速进入MN 下方磁场区,它们既能被收集板接收又不重叠,求金属板AB 间所加电压U 的范围.【答案】(1)Bvd (2)Bb π(3)3B 2d 2b <U <221458B d b【解析】 【详解】(1)正电子匀速直线通过平行金属极板AB ,需满足 Bev=Ee因为正电子的比荷是b ,有 E=Ud联立解得:u Bvd =(2)当正电子越过分界线ef 时恰好与分界线ef 相切,正电子在匀强磁场区域I 、II 运动的时间最长。

人教版2022年高中物理磁场易错题集锦

人教版2022年高中物理磁场易错题集锦

(每日一练)人教版2022年高中物理磁场易错题集锦单选题1、如图所示,轻质弹簧测力计下悬挂的圆形线圈中通有顺时针方向的电流I0,线圈的正下方固定有一根足够长的直导线a,线圈静止时导线a垂直于线圈平面,现在导线a中通有垂直纸面向外的较大电流,则下列判断正确的是()A.线圈仍静止不动B.从上往下看,线圈将逆时针转动C.弹簧测力计示数减小D.线圈左右摆动答案:B解析:ABD.根据安培定则可知,环形电流内部磁场的方向垂直纸面向里,则圆形线圈相当于N极指向纸面内的小磁针;导线a中通入电流时,由安培定则可判断出,导线a中电流在线圈处产生的磁场向左,因小磁针N极指向磁场方向,故从上向下看时,线圈将逆时针转动,AD错误、B正确;C.当线圈转过90°时,根据同向电流相互吸引,反向电流相互排斥可知,线圈上半部分受力向上,线圈下半部分受力向下,由于下半部分距离导线a较近,所以下半部分受到的安培力比较大,线圈整体受到向下的安培力,可知弹簧测力计的示数一定增大,C错误。

故选B。

2、如图所示,一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内,速度方向跟磁场左边界垂直,从右边界离开磁场时速度方向偏转角θ=30°,磁场区域的宽度为d,则下列说法正确的是()A.该粒子带正电B.磁感应强度B=√3mv2dqdC.粒子在磁场中做圆周运动的半径R=2√33D.粒子在磁场中运动的时间t=πd3v答案:D解析:A.粒子运动规律如图所示由图可知,粒子在磁场中向下偏转,根据左手定则可知,粒子应带负电,A错误;BC.由几何关系可知Rsin30°=d解得R=2d根据洛伦兹力充当向心力可知Bqv=m v2 R磁感应强度为B=mv 2dqBC错误;D.粒子在磁场中转过的圆心角为30°,粒子在磁场中运动时间为t=30°360°×2π×2dv=πd3vD正确。

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编含解析

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编含解析

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编含解析一、选择题1.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()A.B. C.D.2.科学实验证明,足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小IB kl=,式中常量k>0,I为电流强度,l为该点与导线的距离。

如图所示,两根足够长平行直导线分别通有电流3I和I(方向已在图中标出),其中a、b为两根足够长直导线连线的三等分点,O为两根足够长直导线连线的中点,下列说法正确的是( )A.a点和b点的磁感应强度方向相同B.a点的磁感应强度比O点的磁感应强度小C.b点的磁感应强度比O点的磁感应强度大D.a点和b点的磁感应强度大小之比为5:73.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∶14.在探索微观世界中,同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。

质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没,1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。

若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,不计粒子重力,则下列说法中正确的是( )A .该束粒子带负电B .速度选择器的P 1极板带负电C .在B 2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D .在B 2磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm越小 5.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 。

高考物理新电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析

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高考物理新电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析一、选择题1.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()A.B. C.D.2.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.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4.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.12IB enbϕϕ-=B.12IB enbϕϕ-=-C.12IB enaϕϕ-=D.12IB enaϕϕ-=-5.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 a6.如图,一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中,盒子边长为L,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒左面正中间和底面上各有一小孔(孔大小相对底面大小可忽略),底面小孔位置可在底面中线MN间移动,让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速度进入盒内,若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U,可使得液滴恰好能从底面小孔通过,测得小孔到M点的距离为d,已知磁场磁感强度为B,不考虑液滴之间的作用力,不计一切阻力,则以下说法正确的是()A .液滴一定带正电B .所加电压的正极一定与正方形盒子的后表面连接C .液滴从底面小孔通过时的速度为g v d L =D .恒定电压为U Bd Lg =7.在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60︒斜向上的匀强磁场,一通有如图所示的恒定电流I 的金属方棒,在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。

高二物理阶段易错点集中纠正(有答案)

高二物理阶段易错点集中纠正(有答案)

近期易错点集中训练☆【磁场问题】1. 下列关于电场线和磁感线的说法中,正确的是( )A、电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B、磁场中两条磁感线一定不相交,但在复杂电场中的电场线是可以相交的C、静电场中电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线D、电场线越密的地方同一试探电荷所受电场力越大;磁感线分布较密的地方同一试探电荷受的磁场力也越大2.下列关于磁场的说法中,正确的是 ( )A、只有磁铁周围才存在磁场B、磁场是假想的,不是客观存在的C、磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生D.磁极与磁极,磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用3.由磁感应强度的定义式B=F/IL可知()A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受安培力一定为零B.通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时,则该处的磁感应强度一定为零C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关4.关于磁通量,下列说法中正确的是()A磁场中,某一面积S与该处磁感强度乘积叫做穿过该面积的磁通量B.磁场中穿过某一面的磁感线条数叫做穿过这个面的磁通量C.磁场中垂直穿过某一面的磁感线条数叫做穿过这个面的磁通量D.磁通量的大小反映了磁场中该处的磁感强度大小5.磁场中某点磁感强度的方向是( )A.正电荷在该点的受力方向B.运动电荷在该点的受力方向C.静止小磁针N极在该点的受力方向D.一小段通电直导线在该点的受力方向6.关于磁感强度,下列说法中正确的是( )A.磁感强度的方向,就是通电直导线在磁场中的受力方向B.磁感强度大的地方,通电导线所受的力也一定大C.磁感强度的单位可以用Wb/m2表示D.通电导线在某处所受磁场力为零,则该处的磁感强度一定为零7.如图所示,在单匝线圈a中插入一条形磁铁,穿过线圈a的磁通量为Фa;同样在单匝线圈b中插入同一条形磁铁,穿过线圈b的磁通量为Фb,已知两线圈的横截面积分别为S a和S b,S a<S b,则A.Фa<Фb B.Фa>Фb C.Фa=Фb D.条件不足,无法判断8..一根通电直导线平行于条形磁铁的正上方,磁铁固定,导线可以自由移动和转动.导线中的电流方向向左如图15-3所示,若不计导线的重力,则它的运动情况是()N S图15-3A.顺时针(俯视)转动,同时靠近磁铁B.逆时针(俯视)转动,同时靠近磁铁C.向纸面内平移D.不做任何运动9..如图15-4所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示.则在这个过程中磁铁受到的摩擦力(保持静止)( )图15-4A.为零B.方向由向左变为向右C.方向保持不变D.方向由向右变为向左10.如图3所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流, [ ]A .磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B .磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C .磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力的作用D .磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用☆【多用电表】1.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻R x (标称阻值为180Ω)的电流随其两端电压变化的特点。

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编含答案解析(4)

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编含答案解析(4)

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编含答案解析(4)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,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通电导线,电流方向如图,当加上电流后,台秤读数为N2,则以下说法正确的是()A.N1>N2,弹簧长度将变长B.N1>N2,弹簧长度将变短C.N1<N2,弹簧长度将变长D.N1<N2,弹簧长度将变短3.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 l4.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行5.如图所示,用一细线悬挂一根通电的直导线ab(忽略外围电路对导线的影响),放在螺线管正上方处于静止状态,与螺线管轴线平行,可以在空中自由转动,导线中的电流方向由a指向b。

现给螺线管两端接通电源后(螺线管左端接正极),关于导线的受力和运动情况,下列说法正确的是()A.在图示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止B.从上向下看,导线ab从图示位置开始沿逆时针转动C.在图示位置,导线a、b两端受到安培力方向相同导线ab摆动D.导线ab转动后,第一次与螺线管垂直瞬间,所受安培力方向向上6.教师在课堂上做了两个小实验,让小明同学印象深刻。

易错点11 磁场-(4大陷阱)-备战2024年高考物理考试易错题(原卷版)

易错点11   磁场-(4大陷阱)-备战2024年高考物理考试易错题(原卷版)

f qvB
V0

θ
B.在 A 点左侧
C.在 A 点右侧
V
D.无法确定
A
【例 2】如图所示,一个带正电荷的物体从
V
粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为 V,若再加
上一个垂直纸面指向读者的磁场,则物体滑到底端时的速度
A.大于 V
B.小于 V
C.等于 V
mg
θ
将(

D.不能确定
A
【变式 1-1】如图所示,光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在 B 处与圆孤相连,将整个装
3qBL
4m
B.
5qBl
4m
C.
5qBL
8m
D.

5qBL
6m
【变式 1-2】(2023·甘肃兰州·统考一模)如图所示,直角三角形 ABC 区域内存在垂直于
纸面向里的匀强磁场,∠B=900, C 30 。某种带电粒子(重力不计)以不同速率从 BC 边
上 D 点垂直 BC 边射入磁场,速率为 v1 时粒子垂直 AC 边射出磁场,速率为 v2 时粒子从 BC 边
垂直电场线进入
垂直磁感线进入
匀强电场(不计重力)
匀强磁场(不计重力)
电场力 FE=qE,其大小、方向不变,
洛伦兹力 FB=qvB,其大小不变,方向随 v
与速度 v 无关,FE 是恒力
而改变,FB 是变力
轨迹
抛物线
圆或圆的一部分
运动轨迹示例
求解方法
利用类平抛运动的规律求解:vx=v0,x
mv
半径:r=

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 qB

高中物理带电粒子在磁场中的运动易错题word

高中物理带电粒子在磁场中的运动易错题word

高中物理带电粒子在磁场中的运动易错题word一、带电粒子在磁场中的运动压轴题1.如图所示,在两块水平金属极板间加有电 压U 构成偏转电场,一束比荷为510/qC kg m=的带正电的粒子流(重力不计),以速度v o =104m/s 沿 水平方向从金属极板正中间射入两板.粒子经电 场偏转后进入一具有理想边界的半圆形变化磁场 区域,O 为圆心,区域直径AB 长度为L =1m , AB 与水平方向成45°角.区域内有按如图所示规 律作周期性变化的磁场,已知B 0=0. 5T ,磁场方向 以垂直于纸面向外为正.粒子经偏转电场后,恰好从下极板边缘O 点与水平方向成45°斜向下射入磁场.求:(1)两金属极板间的电压U 是多大?(2)若T o =0.5s ,求t =0s 时刻射人磁场的带电粒子在磁场中运动的时间t 和离开磁场的位置.(3)要使所有带电粒子通过O 点后的运动过程中 不再从AB 两点间越过,求出磁场的变化周期B o ,T o 应满足的条件.【答案】(1)100V (2)t=5210s π-⨯,射出点在AB 间离O 点0.042m (3)5010s 3T π-<⨯【解析】试题分析:(1)粒子在电场中做类平抛运动,从O 点射出使速度代入数据得U=100V (2)粒子在磁场中经过半周从OB 中穿出,粒子在磁场中运动时间射出点在AB 间离O 点(3)粒子运动周期,粒子在t=0、….时刻射入时,粒子最可能从AB间射出如图,由几何关系可得临界时要不从AB边界射出,应满足得考点:本题考查带电粒子在磁场中的运动2.如图所示,一匀强磁场磁感应强度为B;方向向里,其边界是半径为R的圆,AB为圆的一直径.在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m、电量-q的粒子,粒子重力不计.(1)有一带电粒子以的速度垂直磁场进入圆形区域,恰从B点射出.求此粒子在磁场中运动的时间.(2)若磁场的边界是绝缘弹性边界(粒子与边界碰撞后将以原速率反弹),某粒子沿半径方向射入磁场,经过2次碰撞后回到A点,则该粒子的速度为多大?(3)若R=3cm、B=0.2T,在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为3×105m/s、比荷为108C/kg的粒子.试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域,并求出该区域的面积(结果保留2位有效数字).【答案】(1)(2)(3)【解析】【分析】(1)根据洛伦兹力提供向心力,求出粒子的半径,通过几何关系得出圆弧所对应的圆心角,根据周期公式,结合t=T求出粒子在磁场中运动的时间.(2)粒子径向射入磁场,必定径向反弹,作出粒子的轨迹图,通过几何关系求出粒子的半径,从而通过半径公式求出粒子的速度.(3)根据粒子的半径公式求出粒子的轨道半径,作出粒子轨迹所能到达的部分,根据几何关系求出面积.【详解】(1)由得r1=2R粒子的运动轨迹如图所示,则α=因为周期.运动时间.(2)粒子运动情况如图所示,β=.r2=R tanβ=R由得(3)粒子的轨道半径r3==1.5cm粒子到达的区域为图中的阴影部分区域面积为S=πr32+2×π(2r3)2−r32=9.0×10-4m2【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题,需掌握粒子的半径公式和周期公式,并能画出粒子运动的轨迹图,结合几何关系求解.该题对数学几何能力要求较高,需加强这方面的训练.3.在水平桌面上有一个边长为L的正方形框架,内嵌一个表面光滑的绝缘圆盘,圆盘所在区域存在垂直圆盘向上的匀强磁场.一带电小球从圆盘上的P点(P为正方形框架对角线AC 与圆盘的交点)以初速度v 0水平射入磁场区,小球刚好以平行于BC 边的速度从圆盘上的Q 点离开该磁场区(图中Q 点未画出),如图甲所示.现撤去磁场,小球仍从P 点以相同的初速度v 0水平入射,为使其仍从Q 点离开,可将整个装置以CD 边为轴向上抬起一定高度,如图乙所示,忽略小球运动过程中的空气阻力,已知重力加速度为g .求:(1)小球两次在圆盘上运动的时间之比; (2)框架以CD 为轴抬起后,AB 边距桌面的高度.【答案】(1)小球两次在圆盘上运动的时间之比为:π:2;(2)框架以CD 为轴抬起后,AB边距桌面的高度为222v g.【解析】 【分析】 【详解】(1)小球在磁场中做匀速圆周运动,由几何知识得:r 2+r 2=L 2, 解得:r 2L , 小球在磁场中做圆周运的周期:T =02rv π,小球在磁场中的运动时间:t 1=14T 02L π, 小球在斜面上做类平抛运动,水平方向:x =r =v 0t 2, 运动时间:t 2=22Lv , 则:t 1:t 2=π:2;(2)小球在斜面上做类平抛运动,沿斜面方向做初速度为零的匀加速直线运动,位移:r =2212at ,解得,加速度:a =222v ,对小球,由牛顿第二定律得:a =mgsin mθ=g sinθ, AB 边距离桌面的高度:h =L sinθ=222v g;4.在平面直角坐标系x0y 中,第I 象限内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,在A (L ,0)点有一粒子源,沿y 轴正向发射出速率分别为υ、5υ、9υ的同种带电粒子,粒子质量为m ,电荷量为q .在B (0,L )、C (0,3L )、D (0,5L )放一个粒子接收器,B 点的接收器只能吸收来自y 轴右侧到达该点的粒子,C 、D 两点的接收器可以吸收沿任意方向到达该点的粒子.已知速率为υ的粒子恰好到达B 点并被吸收,不计粒子重力.(1)求第I 象限内磁场的磁感应强度B 1;(2)计算说明速率为5v 、9v 的粒子能否到达接收器;(3)若在第Ⅱ象限内加上垂直于坐标平面的匀强磁场,使所有粒子均到达接收器,求所加磁场的磁感应强度B 2的大小和方向. 【答案】(1)1mvB qL=(2)故速率为v 5的粒子被吸收,速率为9v 的粒子不能被吸收2(173)qL-2'4B qL =【解析】 【详解】(1)由几何关系知,速率为v 的粒子在第Ⅰ象限内运动的半径为R L =①由牛顿运动定律得21v qvB m R=②得1mv B qL=③ (2)由(1)中关系式可得速率为v 5、9v 的粒子在磁场中的半径分别为5L 、9L . 设粒子与y 轴的交点到O 的距离为y ,将5R L =和9R L =分别代入下式222()R L y R -+=④得这两种粒子在y 轴上的交点到O 的距离分别为3L 、17L ⑤ 故速率为v 5的粒子被吸收,速率为9v 的粒子不能被吸收.⑥(3)若速度为9v 的粒子能到达D 点的接收器,则所加磁场应垂直坐标平面向外⑦ 设离子在所加磁场中的运动半径为1R ,由几何关系有15172917L L R L L-=⑧ 又221(9)9v q vB m R ⋅=⑨解得2217(517)mv B qL=-(或2(51717)mvB +=)⑩若粒子到达C 点的接收器,所加磁场应垂直于坐标平面向里同理:21732917L LR L L-=222(9)9'v q vB m R ⋅=2(173)qL-2'4BqL=5.如图所示,空间存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在0<y<d的区域Ⅰ内的磁感应强度大小为B,在y>d的区域Ⅱ内的磁感应强度大小为2B.一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度qBdm从O点沿y轴正方向射入区域Ⅰ.不计粒子重力.(1) 求粒子在区域Ⅰ中运动的轨道半径:(2) 若粒子射入区域Ⅰ时的速度为2qBdvm=,求粒子打在x轴上的位置坐标,并求出此过程中带电粒子运动的时间;(3) 若此粒子射入区域Ⅰ的速度qBdvm>,求该粒子打在x轴上位置坐标的最小值.【答案】(1)R d=(2)()43OP d=-23mtqBπ=(3)min3x d=【解析】【分析】【详解】(1)带电粒子在磁场中运动,洛仑磁力提供向心力:21vqv B mr=把qBdvm=,代入上式,解得:R d=(2) 当粒子射入区域Ⅰ时的速度为02v v=时,如图所示在OA段圆周运动的圆心在O1,半径为12R d=在AB段圆周运动的圆心在O2,半径为R d=在BP段圆周运动的圆心在O3,半径为12R d=可以证明ABPO3为矩形,则图中30θ=,由几何知识可得:132cos303OO d d ==所以:323OO d d =-所以粒子打在x 轴上的位置坐标()133243OP O O OO d =+=- 粒子在OA 段运动的时间为:13023606m mt qB qBππ==粒子在AB 段运动的时间为2120236023m mt q B qBππ==粒子在BP 段运动的时间为313023606m mt t qB qBππ===在此过程中粒子的运动时间:12223mt t t qBπ=+=(3)设粒子在区域Ⅰ中轨道半径为R ,轨迹由图可得粒子打在x 轴上位置坐标:()22222x R R d R d =--+-化简得:222340R Rx x d -++=把上式配方:222213033R x x d ⎛⎫--+= ⎪⎝⎭ 化简为:222213033R x x d ⎛⎫-=-≥ ⎪⎝⎭ 则当23R x =时,位置坐标x 取最小值:min 3x d =6.一个氘核(21H )和一个氚核(31H )聚变时产生一个中子(10n )和一个α粒子(42e H )。

高考物理新电磁学知识点之磁场易错题汇编(1)

高考物理新电磁学知识点之磁场易错题汇编(1)

高考物理新电磁学知识点之磁场易错题汇编(1)一、选择题1.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时()A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→dD.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力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.在探索微观世界中,同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。

质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没,1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。

若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,不计粒子重力,则下列说法中正确的是()A.该束粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm越小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。

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第十章磁场错题集一、主要内容:磁感应强度、磁感线、磁通量、电流的磁场、安培力、洛仑兹力等基本概念,以及磁现象的电本质、安培定则、左手定则等规律。

二、基本方法:运用空间想象力和磁感线将磁场的空间分布形象化是解决磁场问题的关键。

运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况是将力学知识与磁场问题相结合的切入点。

三、错解分析:错误主要表现在:不能准确地再现题目中所叙述的磁场的空间分布和带电粒子的运动轨迹:运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况时出错;运用几何知识时出现错误;不善于分析多过程的物理问题。

例1 如图10-1所示,螺线管两端加上交流电压,沿着螺线管轴线方向有一电子射入,则该电子在螺线管内将做:A.加速直线运动 B.匀速直线运动 C.匀速圆周运动 D.简谐运动错解:错解一:螺线管两端加上交流电压,螺线管内有磁场,电子在磁场中要受到磁场力的作用,故选A。

错解二:螺线管两端加上了交流电压,螺线管内部有磁场,磁场方向周期性发生变化,电子在周期性变化的磁场中受到的力也发生周期性变化,而做往复运动。

故选D。

错解原因:错解一、二的根本原因有二:一是对螺线管两端加上交流电压后,螺线管内部磁场大小和方向发生周期性变化的具体情况分析不清;二是没有搞清洛仑兹力f=Bqv的适用条件,而乱套公式。

洛仑兹力的大小为f=Bqv的条件是运动电荷垂直射入磁场,当运动方向与B有夹角时,洛仑兹力f=Bqv sinθ,;当θ=0°或θ=180°时,运动电荷不受洛仑兹力作用。

分析解答:螺线管两端加上交流电压后,螺线管内部磁场大小和方向发生周期性变化,但始终与螺线管平行,沿着螺线管轴线方向射入的电子其运动方向与磁感线平行。

沿轴线飞入的电子始终不受洛仑兹力而做匀速直线运动。

例2 如图10-2,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是:A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁对桌面的压力不变 D.以上说法都不可能错解:磁铁吸引导线而使磁铁导线对桌面有压力,选B。

错解原因;错解在选择研究对象做受力分析上出现问题,也没有用牛顿第三定律来分析导线对磁铁的反作用力作用到哪里。

分析解答:通电导线臵于条形磁铁上方使通电导线臵于磁场中如图10-3所示,由左手定则判断通电导线受到向下的安培力作用,同时由牛顿第三定律可知,力的作用是相互的,磁铁对通电导线有向下作用的同时,通电导线对磁铁有反作用力,作用在磁铁上,方向向上,如图10-4。

对磁铁做受力分析,由于磁铁始终静止,无通电导线时,N=mg,有通电导线后N+F′=mg,N=mg-F′,磁铁对桌面压力减小,选A。

例3 如图10-5所示,水平放臵的扁平条形磁铁,在磁铁的左端正上方有一线框,线框平面与磁铁垂直,当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中,穿过它的磁通量的变化是:A.先减小后增大 B.始终减小C.始终增大 D.先增大后减小错解:条形磁铁的磁性两极强,故线框从磁极的一端移到另一端的过程中磁性由强到弱再到强,由磁通量计算公式可知Φ=B〃S,线框面积不变,Φ与B成正比例变化,所以选A。

错解分析:做题时没有真正搞清磁通量的概念,脑子里未正确形成条形磁铁的磁力线空间分布的模型。

因此,盲目地生搬硬套磁通量的计算公式Φ=B〃S,由条形磁铁两极的磁感应强度B大于中间部分的磁感应强度,得出线框在两极正上方所穿过的磁通量Φ大于中间正上方所穿过的磁通量。

分析解答:规范画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图,如图10-6所示。

利用Φ=B〃S定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小,选D。

评析:Φ=B〃S计算公式使用时是有条件的,B是匀强磁场且要求B垂直S,所以磁感应强度大的位臵磁通量不一定大,而本题的两极上方的磁场不是匀强磁场,磁场与正上方线框平面所成的角度又未知,难以定量加以计算,编写此题的目的就是想提醒同学们对磁场的形象化给予足够的重视。

例4 质量为m的通电导体棒ab臵于倾角为θ的导轨上,如图10-7所示。

已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ,在图10-8所加各种磁场中,导体均静止,则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是:错解:根据f=μN,题目中μ≠0,要使f=0必有N=0。

为此需要安培力F B与导体重力G平衡,由左手定则可判定图10-8中B项有此可能,故选B。

错解原因:上述分析受到题目中“动摩擦因数为μ”的干扰,误用滑动摩擦力的计算式f=μN来讨论静摩擦力的问题。

从而导致错选、漏选。

分析解答:要使静摩擦力为零,如果N=0,必有f=0。

图10-8B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使N=0,B是正确的;如果N≠0,则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零,那么f=0。

在图10-8A选项中,导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能为零,则导体所受静摩擦力可能为零。

图10-8的C.D选项中,从导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析,合力不可能为零,所以导体所受静摩擦力不可能为零。

故正确的选项应为A.B。

评析:本题是一道概念性极强的题,又是一道力学与电学知识交叉的综合试题。

摩擦力有静摩擦力与滑动摩擦力两种。

判断它们区别的前提是两个相互接触的物体有没有相对运动。

力学中的概念的准确与否影响电学的学习成绩。

例5有一自由的矩形导体线圈,通以电流I′。

将其移入通以恒定电流I的长直导线的右侧。

其ab与cd边跟长直导体AB在同一平面内且互相平行,如图10-9所示。

试判断将该线圈从静止开始释放后的受力和运动情况。

(不计重力)错解:借助磁极的相互作用来判断。

由于长直导线电流产生的磁场在矩形线圈所在处的磁感线方向为垂直纸面向里,它等效于条形磁铁的N极正对矩形线圈向里。

因为通电线圈相当于环形电流,其磁极由右手螺旋定则判定为S极向外,它将受到等效N极的吸引,于是通电矩形线圈将垂直纸面向外加速。

错解原因:错误的根源就在于将直线电流的磁场与条形磁铁的磁极磁场等效看待。

我们知道直线电流磁场的磁感线是一簇以直导线上各点为圆心的同心圆,它并不存在N极和S极,可称为无极场,不能与条形磁铁的有极场等效。

分析解答:利用左手定则判断。

先画出直线电流的磁场在矩形线圈所在处的磁感线分布,由右手螺旋定则确定其磁感线的方向垂直纸面向里,如图10-10所示。

线圈的四条边所受安培力的方向由左手定则判定。

其中F1与F3相互平衡,因ab边所在处的磁场比cd边所在处的强,故F4>F2。

由此可知矩形线圈abcd所受安培力的合力的方向向左,它将加速向左运动而与导体AB靠拢。

评析:用等效的思想处理问题是有条件的,磁场的等效,应该是磁场的分布有相似之处。

例如条形磁铁与通电直螺线管的磁场大致相同,可以等效。

所以应该老老实实地将两个磁场画出来,经过比较看是否满足等效的条件。

本题中直线电流的磁场就不能等效为匀强磁场。

例6 如图10-11所示,用绝缘丝线悬挂着的环形导体,位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中,若环形导体通有如图所示方向的电流I,试判断环形导体的运动情况。

错解:已知匀强磁场的磁感线与导体环面垂直向右,它等效于条形磁铁N极正对环形导体圆面的左侧,而通电环形导体,即环形电流的磁场N极向左(根据右手定则来判定),它将受到等效N极的排斥作用,环形导体开始向右加速运动。

错解原因:误将匀强磁场等效于条形磁铁的磁场。

分析解答:利用左手定则判断。

可将环形导体等分为若干段,每小段通电导体所受安培力均指向圆心。

由对称性可知,这些安培力均为成对的平衡力。

故该环形导体将保持原来的静止状态。

评析:对于直线电流的磁场和匀强磁场都应将其看作无极场。

在这种磁场中分析通电线圈受力的问题时,不能用等效磁极的办法,因为它不符合实际情况。

而必须运用左手定则分析出安培力合力的方向后,再行确定其运动状态变化情况。

例7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10-12所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,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,以下说法正确的是: [ ]A.这离子必带正电荷 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点时,将沿原曲线返回A点错解:根据振动的往复性,离子到达B点后,将沿原曲线返回A点,选D。

错解原因:选D不正确,某些考生可能受“振动”现象的影响,误认为根据振动的往复性,离子到达B点后,将沿原曲线返回A点,实际上离子从B点开始运动后的受力情况与从A点运动后的受力情况相同,并不存在一个向振动那样有一个指向BCA弧内侧的回复力,使离子返回A点,而是如图10-13所示由B经C′点到B′点。

分析解答:(1)平行板间电场方向向下,离子由A点静止释放后在电场力的作用下是向下运动,可见电场力一定向下,所以离子必带正电荷,选A。

(2)离子具有速度后,它就在向下的电场力F及总与速度心垂直并不断改变方向的洛仑兹力f作用下沿ACB曲线运动,因洛仑兹力不做功,电场力做功等于动能的变化,而离子到达B点时的速度为零,所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零。

这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等,即B点与A点位于同一高度,选B。

(3)因C点为轨道最低点,离子从A运动到C电场力做功最多,C点具有的动能最多,所以离子在C点速度最大,选C。

(4)只要将离子在B点的状态与A点进行比较,就可以发现它们的状态(速度为零,电势能相等)相同,如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域,离子就将在B之右侧重现前面的曲线运动,因此,离子是不可能沿原曲线返回A点的。

故选A,B,C为正确答案。

评析:初速度和加速度决定物体的运动情况。

在力学部分绝大部分的习题所涉及的外力是恒力。

加速度大小方向都不变。

只要判断初始时刻加速度与初速度的关系,就可以判断物体以后的运动。

本题中由于洛仑兹力的方向总垂直于速度方向,使得洛仑兹力与电场力的矢量和总在变化。

所以只做一次分析就武断地下结论,必然会把原来力学中的结论照搬到这里,出现生搬硬套的错误。

例8摆长为ι的单摆在匀强磁场中摆动,摆动平面与磁场方向垂直,如图10-14所示。

摆动中摆线始终绷紧,若摆球带正电,电量为q,质量为m,磁感应强度为B,当球从最高处摆到最低处时,摆线上的拉力T多大?错解:T,f始终垂直于速度v,根据机械能守恒定律:在C处,f洛竖直向上,根据牛顿第二定律则有错解原因:考虑问题不全面,认为题目中“从最高点到最低处”是指AC的过程,忽略了球可以从左右两方经过最低点。

分析解答:球从左右两方经过最低点,因速度方向不同,引起f洛不同,受力分析如图10-15所示。

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