高三物理第七讲磁场中学教育高中教育_中学教育-高中教育.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 学校:_姓名：_班级：_ 1在图中，单摆的摆线长为 L是绝缘的,摆球带正电，可视为质点，单摆悬挂于 O点，当它摆过竖直线 OC时，便进入或离开一个匀强磁场，磁场的方向垂直于单摆的摆动平面，在摆角小于 5时，摆球在 AB间来回摆动，下列说法正确的是：A.A点和 B点处在同一水平面上 B.在 A点和 B点，摆线的拉力大小相同 C.单摆的摆动周期glT2 D.单摆向右或向左摆过 C点时，摆线的拉力一样大 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

2、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有()A增大匀强电场间的加速电压 B减小磁场的磁感应强度 C减小狭缝间的距离 D增大 D 形金属盒的半径 3为了测量某地地磁场的磁感应强度的水平分量，课外兴趣小组进行了如图所示的实验：在横截面为长方形、只有上下表面 A、B为金属板的导管中通以带电液体，将导管按东西方向放置时，A、B两面出现电势差，测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量。假如在某次实验中测得液体的流动速度为 v、导管横截面的宽为 a、导管横截面的高为 b，A、B面的电势差为 U。则下列判断正确的是（）A若溶液带正电，则 B面的电势高于 A板 B

3、若溶液带负电，则 A面的电势高于 B板 C地磁场的水平分量为 B vbU学习必备 欢迎下载 D地磁场的水平分量为 B 4医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及一对磁极 N和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极 a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示，由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，电极 a、b 之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为 3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触

4、点间的电势差为 160V，磁感应强度的大小为 0.040T。则血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为 A1.3m/s，a 正、b 负 B2.7m/s，a 正、b 负 C1.3m/s，a 负、b 正 D2.7m/s，a 负、b 正 5如图，长方体玻璃水槽中盛有 NaCl 的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿 x 轴正向的电流 I，沿 y 轴正向加恒定的匀强磁场 B图中 a、b 是垂直于 z 轴方向上水槽的前后两内侧面（）Aa 处电势高于 b 处电势 Ba 处离子浓度大于 b 处离子浓度 C溶液的上表面电势高于下表面的电势 D溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度

5、6如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学2)vBdSPRRS d（vabU直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平

6、面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下学习必备 欢迎下载 过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为 A B C D 7.如图所示，相距为d、板间

7、电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；pOx区域为无场区 一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动，从H（0，a）点垂直y轴进入第象限 （1）求离子在平行金属板间的运动速度；（2）若离子经Op上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第象限，求离子 在第象限磁场区域的运动时间；（3）要使离子一定能打在 x 轴上，则离子的荷质比应满足什么条件？8.如图所示，第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的左边界与 y 轴重合，第二象限内有互相垂直正交的匀强电场与匀强磁场，其磁感应强度

8、=0.5T。一质量 m=lkg，电荷量的带正电的粒子以速度从 x 轴上的 N 点沿与 x 轴负方向成角方向射入第一象限，经 P 点进入第二象限内沿直线运动，一段时间后，粒子经 x 轴上的 M 点并与 x 轴负方向成角的方向飞出，M 点坐标为(-0.1，0),N 点坐标(0.3，0)，不计粒子重力。求:6060smv/1013Cq1010114102B1Bm226v B dS224v B dS223v B dS225v B dS直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆

9、向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下学习必备 欢迎下载 （1）匀强电场的电场强度 E 的大小与方向;（2）匀强磁场的磁感应强度的大小;（3）匀强磁场矩形区城的最小面积。9.如图所示，在平面直角坐标系的

10、第一象限内存在匀强电场，场强沿 y 轴的负向；在 y0的空间中，存在磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场方向垂直 xy 平面(纸面)向外一带电量为 q、质量为 m的带正电粒子，从 y 轴的 P1点以的速度垂直 y 轴射人第一象限内，经过电场后从 x 轴上 x=2h 的 P2点以角射入 x 轴下方的匀强磁场(重力不计)（1）求电场强度的大小；（2）带电粒子通过 y 轴下方的磁场偏转之后，打在 x 轴负向 P3点并由该点射人第二象限内如果当粒子进入第二象限的同时，在第二象限内加一方向与带电粒子速度方向相反的匀强电场，使得带电粒子在到达 y 轴之前速度减为 0，然后又返回磁场中 在坐标系上大致画出带电粒

11、子在第四次经过 x 轴以前的运动轨迹.求出带电粒子第四次经过 x 轴时的坐标及之前在磁场中运动的总时间.10带电量与质量分别为 q，m的离子从离子枪中水平射出，与离子枪相距 d 处有两平行金属板 AB和 CD，金属板长和宽也为 d，整个空间存在一磁 感强度为 B的匀强磁场如图所示。离子垂直于磁场边界中点飞入磁场，不考虑重力的作用，离子的速度应在什么范围内，离子才能打到金属板上？01B1B直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性变

12、化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下学习必备 欢迎下载 11.如图所示，一带电微粒质量为 m=2.010-11kg、电荷量 q=+1.010-5C，从静止开始经电压为 U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出

13、电场时的偏转角=60，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为=60。已知偏转电场中金属板长 L=，圆形匀强磁场的半径 R=，重力忽略不计。求：1）带电微粒经 U1=100V的电场加速后的速率；2）两金属板间偏转电场的电场强度 E；3），匀强磁场的磁感应强度的大小。12.如图甲所示，水平加速电场的加速电压为 U0，在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板 a、b 构成的偏转电场，已知偏转电场的板长 L=0.10 m，板间距离 d=5.0 10-2 m，两板间 接有如图 15 乙所示的随时间变化的电压 U，且 a 板 电势高于 b 板电势。在金属板右侧存在

14、有界的匀强磁场，磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面 MN，MN右侧的磁场范围足够大，磁感应强度 B=5.010-3T，方向与偏转电场正交向里（垂直纸面向里）。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压 U0=50V的加速电场后，连续沿两金属板间的中线 OO 方向射入偏转电场中，中线 OO 与磁场边界 MN垂直。已知带电粒子的比荷=1.0 108 C/kg，不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力，忽略偏转电场两板间电场的边缘效应，在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内，偏转电场可视作恒定不变。mq103cm23 cm直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角

15、小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下学习必备 欢迎下载 （1）求 t=0 时刻射入偏转电场的粒子

16、在磁场边界上的入射点和出射点间的距离；（2）求粒子进入磁场时的最大速度；（3）对于所有进入磁场中的粒子，如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离，应该采取哪些措施？试从理论上推理说明。13.1879 年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。（1）如图甲所示，某长方体导体 abcdabcd的高度为 h、宽度为 l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为 e，处在与 ab ba面垂直的匀强磁场中，磁感

17、应强度为B0。在导体中通有垂直于 bccb面的电流，若测得通过导体的恒定电流为 I，横 向霍尔电势差为 UH，求此导体中单位体积内自由电子的个数。（2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目 n 和载流子所带电荷量 q均为定值，人们将 H=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数 H 已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图 14 甲中的 ab ba面）的面积可以在 0.1cm2以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图 14 乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂

18、直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小 I，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差 UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道 H、I、UH外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。nq1直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性

19、变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下学习必备 欢迎下载 参考答案 1ABC 2.D 3.BC 4.A 5.B 6.B 7(1)(2)(3)即必须小于 8(1).方向与 y 轴正向夹解为 (2)(3)9(1)(2)总=10 11(1)1 0

20、 104m/s.2qBmt6051744qBdqBdvmm qhmE2tan202133.()530150SPD PAm 231RqmvB)/(105.032mvvBE0(12)UdB Baqm01244adBtTTU0UvdB直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离

21、减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下学习必备 欢迎下载 (2)E=10000V/m (3)12(1).0.40m (2)1.1 105m/s (3)要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离 x，应该减小匀强磁场的磁感应强度 B，或增大加速电压 U0 13 (1)(2)应调整探杆的放置方位（或调整探头的方位），使霍尔电势差达到最大（或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；ab b

22、a 面与磁场方向垂直）设探头中的载流子所带电荷量为 q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为 B的磁场中，当通有恒定电流 I，产生最大稳定霍尔电压 UH时，有 qvB=qUH/h 又因 I=nqhlv 和 H=nq1 联立可解得 B=HIlUH 所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l 12tanvvleUIBH0.3T0 1mvBqr直线时便进入或离开一个匀强磁场磁场的方向垂直于单摆的摆动平面在摆角小于时摆球在间来回摆动下列说法正确的是点和点处在同一水平面上在点和点摆线的拉力大小相同单摆的摆动周期单摆向右或向左摆过点时摆线的拉力一样的周性变化的电场使粒子在通过狭缝时都能得加速两形金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出时的动能则下列说法中正确的有增大匀强电场间的加速电压减小狭缝间的距离减小磁场的磁感应强度增大形金属盒方形只有上下表面为金属板的导管中通以带电液体将导管按东西方向放置时两面出现电势差测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为导管横截面的宽为导管横截面的高为面的电势差为则下