人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》单元复习

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高二物理第三章磁场章末总结

1、产生：运动的电荷产生磁场——对放入其中的磁极或电流有的作用

2、磁感强度：B= （L

B⊥）方向：小磁针N极的受力方向、磁感线切线方向

3、磁通量：Φ =（B

S⊥）标量，但有正负之分（分正反向穿过S面）

4、磁感线：用来描述磁场强弱方向分布的假象曲线，磁感线从北极出发南极。

磁感线的疏密程度表示；切线方向表示；

1、安培力：磁场对电流的作用

大小：①F =（B⊥L），此时安培力最。

②F =（B∥L），此时安培力最。

方向：垂直于B、I所在的平面，左手定则判断（如上图）

应用：磁电式电流表（辐向磁场）；导线在安培力作用下的运动分析

2、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用

大小：①f = （v⊥B），此时洛伦兹力最。

②f =（v∥B），此时洛伦兹力最。

方向：垂直于B、v所在的平面，左手定则判断（如上图）

应用：洛伦兹力不做功，不改变电荷的速度大小。

只在洛伦兹力作用下：

r

v

m

Bqv

2

=得：

r= 速度越大，半径越大；T= 运动周期与速度无关实例：速度选择器、等离子体发电机、质谱仪、回旋加速器（电场加速、磁场回旋）霍尔效应、电磁流量计、粒子在有界磁场中的运动（找圆心、定半径、求时间）

1．如图3-19所示，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静止且紧压于平直导轨上。若磁场的方向与导轨平面成θ角，求：（1）杆ab受到的摩擦力？（2）杆对导轨的压力？

θ

图3-19

B

L

a

b

2．板长和板距之比为3:2的两块带电平行板之间有相互垂直的匀强磁场和匀

强电场。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(重力不计)，以速度v沿图示方向

中间进入。若撤掉电场，粒子恰好从极板边缘射出；若撤掉磁场，粒子也恰好从

极板边缘射出；则磁感应强度和电场强度的大小之比B : E= 。

3．图9-10表示磁流体的发电原理：将一束等离子体沿图示方向以速度v喷

射入磁场，金属板A、B就形成一个直流电源，设磁感应强度为B，金属板A、B相距d，外接电阻R，A、B间弥漫的电离气体电阻为r。则下述说法正确的是

()

A．金属板A为电源的正极

B．开关断开时，金属板间的电势差为Bvd

C．开关闭合时，金属板间的电势差为BvdR/(R+r)

D．等离子体发生偏转的原因是洛伦兹力大于所受电场力

4．如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度

为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面

A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．达到稳定状态时，导体板上

侧面A的电势__________下侧面A'的电势（填“高于”“低于”或“等于”）；假

设该导体每立方米有n个自由电子，测得AA'电势差为U，则导体的电流强

度是。

5．如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为q的正离子由静止加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：(1)粒子的速度v；(2)速度选择器的电压U2；(3)粒子在B2磁场中做圆周运动的半径R。

6．回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速(不考虑粒子通过狭缝所经历的时间)，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R max. 求：(1)粒子在盒内做何种运动；(2)所加交变电流频率及粒子角速度；(3)粒子离开加速器时的最大速度及最大动能。

7．真空区域有宽度为L 、磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向如图2所示，MN 、PQ 是磁场的边界磁场纵向范围足够大。质量为m 、电荷量为＋q 的粒子沿着与MN 夹角为θ＝30°的方向垂直射入磁场中，粒子刚好没能从PQ 边界射出磁场(不计粒子重力的影响)．求（1）粒子射入磁场的

速度及在磁场中运动的时间．（2）如果将电荷改为负电荷，结果又是多少？

高二物理 第三章 磁场 章末总结

答案

1、力

2、B=IL F

3、Φ =BS

4、进入、磁场的强弱、该点磁场的方向。

1、① F =BIL 、大 ② F =0、小

2、① f =Bqv 、大 ② f =0、小 qB mv r = q B

m T π2=

1、如图，金属棒受重力mg 、安培力F ，摩擦力f 平衡。

（1）摩擦力等于安培力的水平分量F 1，f =F 1=Fsinθ=BILsinθ

（2）棒对导轨的压力为重力与安培力的竖直分量之差

F N ＝mg –BILcosθ

2．撤掉电场，粒子做匀速圆周运动，设其半径为r ，板长3d ，板距

2d 。则322)3()(d d r r +-=

所以r=5d 由r v m Bqv 2=得：qd

mv qr mv B 5== 若撤掉磁场，粒子做类平抛运动，可得x 、y 两方向上的方程为：

vt d =3

22

2121t m

qE at d == 联解可得：qd

mv E 922=