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练习十 磁感应强度 洛伦兹力

练习十 磁感应强度 洛伦兹力
练习十 磁感应强度 洛伦兹力

练习十 磁感应强度 洛伦兹力

一.选择题

1.一个动量为p 电子,沿图10.1所示的方向入射并能穿过一个宽度为D 、磁感应强度为B (方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域,则该电子出射方向和入射方向间的夹角为

(A) α=arccos(eBD/p ). (B) α=arcsin(eBD/p ). (C) α=arcsin[BD /(ep )]. (D) α=arccos[BD/(e p )].

2.一均匀磁场,其磁感应强度方向垂直于纸面,两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图10.2所示,则

(A) 两粒子的电荷必然同号.

(B) 粒子的电荷可以同号也可以异号. (C) 两粒子的动量大小必然不同. (D) 两粒子的运动周期必然不同. 3.一运动电荷q ,质量为m ,以初速v 0进入均匀磁场,若 v 0

与磁场方向的夹角为α,则

(A) 其动能改变,动量不变. (B) 其动能和动量都改变. (C) 其动能不变,动量改变. (D) 其动能、动量都不变.

4.两个电子a 和b 同时由电子枪射出,垂直进入均匀磁场,速率分别为v 和2v ,经磁场偏转后,它们是

(A)a 、b 同时回到出发点. (B) a 、b 都不会回到出发点. (C) a 先回到出发点. (D) b 先回到出发点.

5. 如图10.3所示两个比荷(q/m )相同的带导号电荷的粒子,以不同的初速度v 1和 v 2(v 1>v 2)射入匀强磁场B 中,设T 1 、T 2分别为两粒子作圆周运动的周期,则以下结论正确的是:

(A) T 1 = T 2,q 1和q 2都向顺时针方向旋转; (B) T 1 = T 2,q 1和q 2都向逆时针方向旋转

(C) T 1 ≠ T 2,q 1向顺时针方向旋转,q 2向逆时针方向旋转; (D) T 1 = T 2,q 1向顺时针方向旋转,q 2向逆时针方向旋转; 二.填空题

1. 一电子在B =2×10-3

T 的磁场中沿半径为R =2×10-2

m 、螺距为h =5.0×10-

2m 的螺旋运动,如图10.4所示,则磁场的

方向 , 电子速度大小为 .

2. 磁场中某点处的磁感应强度B =0.40i -0.20j (T), 一电子以速度v =0.50×106i +1.0×106j (m/s)通过该点,则作用于该电子上的磁场力F = .

3.在匀强磁场中,电子以速率v =8.0×105m/s 作半径R =0.5cm 的圆周

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

B

图10.2

- ○○ + × ×

× ×

× × × ×

×

× × ×

× × × × v 1

v 2

B

q 1 q 2 图10.3

图10.5

运动.则磁场的磁感应强度的大小B = . 三.计算题

1.如图10.5所示,一平面塑料圆盘,半径为R ,表面均匀带电,电荷面密度为σ,假定盘绕其轴线OO '以角速度ω转动,磁场B 垂直于轴线OO ',求圆盘所受磁力矩的大小。

2.如图10.6所示,有一电子以初速度v 0沿与均匀磁场B 成α角度的方向射入磁场空间.试证明当图中的距离

L =2π m e nv 0cos α /(eB )

时,(其中m e 为电子质量,e 为电子电量的绝对值,n =1,2……),电子经过一段飞行后恰好打在图中的O 点.

练习十一 霍尔效应 安培力

一.选择题

1.一铜板厚度为D =1.00mm, 放置在磁感应强度为B =1.35T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图11.1所示,现测得铜板上下两面电势差为V =1.10×10-5V,已知铜板中自由电子数密度 n =4.20×1028m -3, 则此铜板中的电流为

(A) 82.2A . (B) 54.8A . (C) 30.8A . (D) 22.2A .

2.如图11.2,匀强磁场中有一矩形通电线圈,它的平面与磁场平行,在磁场作用下,线圈发生转动,其方向是

(A) ab 边转入纸内, cd 边转出纸外. (B) ab 边转出纸外, cd 边转入纸内. (C) ad 边转入纸内, bc 边转出纸外. (D) ad 边转出纸外, bc 边转入纸内.

3.如图11.3所示,电流元I 1d l 1 和I 2d l 2 在同一平面内,相距为 r , I 1d l 1 与两电流元的连线 r 的夹角为θ1 , I 2d l 2与 r 的夹角为θ2 ,则I 2d l 2受I 1d l 1作用的安培力的大小为(电流元I d l 在距其

为 r 的空间点激发的磁场的磁感应强度为30d 4d r I r l B ?=πμ) (A) μ0 I 1 I 2d l 1 d l 2 / ( 4 π r 2

) .

(B) μ0 I 1 I 2d l 1 d l 2 sin θ1 sin θ 2/ ( 4 π r 2 ) . (C) μ0 I 1 I 2d l 1 d l 2 sin θ1 / ( 4 π r 2 ) . (D) μ0 I 1 I 2d l 1 d l 2 sin θ2 / ( 4 π r 2 ) .

4.如图11.4,将一导线密绕成内半径为R 1 ,外半径为R 2 的园形平面线圈,导线的直径为d ,电流为I ,则此线圈磁矩的大小为

(A) π(R 22-R 12)I . (B) π(R 23-R 13)I /(3 d ). (C) π(R 22-R 12) I /(3 d ). (D) π(R 22 + R 12)I /(3 d ).

5.通有电流I 的正方形线圈MNOP ,边长为a (如图11.5),放置在均匀磁场中,已知磁感应强度B 沿Z 轴方向,则线圈所受的磁力矩M 为

10.6

11.1

图11.2

2d l 2

11.3

图11.4

图11.5

(A) I a 2 B ,沿y 负方向. (B) I a 2 B/2 ,沿z 方向. (C) I a 2 B ,沿y 方向 . (D) I a 2 B/2 ,沿y 方向 . 二.填空题

1.如图11.6所示,在真空中有一半径为a 的3/4园弧形的导线,其中通以稳恒电流I ,导线置于均匀外磁场B 中,且B 与导线所在平面垂直,则该圆弧载流导线bc 所受的磁力大小为 .

2.平面线圈的磁矩P m =IS n ,其中S 是电流为I 的平面线圈 ,n 是线圈的 ;按右手螺旋法则,当四指的方向代表 方向时,大姆指的方向代表 方向.

3.一个半径为R 、电荷面密度为σ的均匀带电圆盘,以角速度ω绕过圆心且垂直盘面的轴线AA '旋转,今将其放入磁感应强度为B 的均匀外磁场中,B 的方向垂直于轴线AA ',在距盘心为r 处取一宽为d r 的与盘同心的圆环,则圆环内相当于有电流 ,该微元电流环磁矩的大小为 ,该微元电流环所受磁力矩的大小为 ,圆盘所受合力矩的大小为 . 三.计算题

1.在霍耳效应实验中,宽1.0cm ,长4.0cm ,厚1.0×10-3cm 的导体,沿长度方向载有3.0A 的电流,此导体片放在与其垂直的匀强磁场(B =1.5T)中,产生1.0×10-5V 的横向电压,试由这些数椐求:(1)载流子的漂移速度;(2)每立方厘米的载流子数目;(3)假设载流子是电子,试就此题作图,画出电流方向、磁场方向及霍耳电压的极性.

2.如图11.7所示,水平面内有一圆形导体轨道,匀强磁场B 的方向与水平面垂直,一金属杆OM (质量为m )可在轨道上绕O 运转,轨道半径为a .若金属杆与轨道的摩擦力正比于M 点的速度,比例系数为k ,试求(1)若保持回路中的电流不变,开始时金属杆处于静止,则t 时刻金属杆的角速度ω等于多少?(2)为使金属杆不动,在M 点应加多少的切向力.

练习十二 毕奥—萨伐尔定律

一.选择题

1.宽为a ,厚度可以忽略不计的无限长扁平载流金属片,如图1

2.1所示,中心轴线上方一点P 的磁感应强度的方向是

(A) 沿y 轴正向. (B) 沿z 轴负向. (C) 沿y 轴负向.

(D) 沿x 轴正向.

2.两无限长载流导线,如图12.2放置,则坐标原点的

×

×

× × ×

× × ×

× × × × × ×

× ×

图11.6

图11.7

图12.2

磁感应强度的大小和方向分别为:

(A)2μ0 I / (2 π a ) ,在yz 面内,与y 成45?角. (B)2μ0 I / (2 π a ) ,在yz 面内,与y 成135?角. (C)2μ0 I / (2 π a ) ,在xy 面内,与x 成45?角.

(D)2μ0 I / (2 π a ) ,在zx 面内,与z 成45?角. 3.一无限长载流导线,弯成如图12.3所示的形状,其中ABCD

段在x O y 平面内,BCD 弧是半径为R 的半圆弧,DE 段平行于

O z 轴,则圆心处的磁感应强度为

(A) j μ0 I / (4 π R ) + k [μ0 I / (4 π R )-μ0 I / (4R )] .

(B) j μ0 I / (4 π R ) -k [μ0 I / (4 π R ) + μ0 I / (4R )] . (C) j μ0 I / (4 π R ) + k [μ0 I / (4 π R )+μ0 I / (4R )] . (D) j μ0 I / (4 π R ) -k [μ0 I / (4 π R )-μ0 I / (4R )] .

4.一电流元i d l 位于直角坐标系原点,电流沿Z 轴方向,空间点P ( x , y , z )的磁感应强度沿x 轴的分量是:

(A) 0.

(B) –(μ0 / 4π)i y d l / ( x 2 + y 2 +z 2 )3/2 . (C) –(μ0 / 4π)i x d l / ( x 2 + y 2 +z 2 )3/2 . (D) –(μ0 / 4π)i y d l / ( x 2 + y 2 +z 2 ) .

5.电流I 由长直导线1 沿垂直bc 边方向经a 点流入一电阻

均匀分布的正三角形线框,再由b 点沿垂直ac 边方向流出,经长直导线2 返回电源 (如图12.4),若载流直导线1、2和三角形

框在框中心O 点产生的磁感应强度分别用B 1 、B 2和B 3 表示,则O 点的磁感应强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0 .

(B) B = 0,因为虽然B 1 ≠0,B 2 ≠0,但 B 1 +B 2 = 0 ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3 =0,但B 1 +B 2 ≠ 0.

(D) B ≠ 0,因为虽然B 1 +B 2 = 0,但B 3 ≠0 .

二.填空题

1.氢原子中的电子,以速度v 在半径r 的圆周上作匀速圆周运动,它等效于一圆电流,其电流I 用v 、r 、e (电子电量)表示的关系式为I = ,此圆电流在中心产生的磁场为B= ,它的磁矩为p m = .

2.真空中稳恒电流I 流过两个半径分别为R 1 、R 2的同心半圆形导线,两半圆导线间由沿直径的直导线连接,电流沿直导线流入 (1) 如果两个半圆面共面,如图12.5(1),圆心O 点磁感应强度B 0 的大小为 ,

方向为 ; (2) 如果两个半圆面正交,如图12.5(2),则圆心O 点磁感应强度B 0 的大小为 ,B 0的方向与y 轴的夹角为 .

3.在真空中,电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀分布的圆环,再由b 点沿切向流出,经长直导线2 返回电源(如图12.6),

已知直导线上的电流强度为I ,圆环半径为R ,∠aOb= 90?,则圆心O 点处的磁感应强度的大小B = .

图12.3

图12.4

(1) 图I

图12.6

三.计算题

1.一半径R = 1.0cm 的无限长1/4圆柱面形金属片,沿轴向通有电流I = 10.0A 的电流,设电流在金属片上均匀分布,试求圆柱轴线上任意一点P 的磁感应强度.

2. 如图12.6,将一导线由内向外密绕成内半径为R 1 ,外半径为R 2 的园形平面线圈,共有N 匝,设电流为I ,求此园形平面载流线圈在中心O 处产生的磁感应强度的大小.

练习十三 毕奥—萨伐尔定律(续) 安培环路定律

一.选择题

1.图13.1为磁场B 中的一袋形曲面,曲面的边缘为一半径等于R 的圆,此圆面的平面与磁感应强度B 的方向成π/6角,则此袋形曲面的磁通量Φm (设袋形曲面的法线向外)为

(A) πR 2B .

(B)3πR 2B/2. (C) πR 2B /2 . (D) -πR 2B /2 .

2.如图1

3.2所示,XY 平面内有两相距为L 的无限长直载流导线,电流的大小相等,方向相同且平行于X 轴,距坐标原点均为a ,Z 轴上有一点P 距两电流均为2a ,则P 点的磁感应强度B

(A) 大小为3μ0I /(4πa ),方向沿Z 轴正向. (B) 大小为μ0I /(4πa ),方向沿Z 轴正向. (C) 大小为3μ0I /(4πa ),方向沿Y 轴正向. (D) 大小为3μ0I /(4πa ),方向沿Y 轴负向.

3.如图13.3所示的电路,设线圈导线的截面积相同,材料相同,则O

(A) 0. (B)

μ0I /(8R ). (C) μ0I /(4R ). (D) μ0I /(2R ).

4.电流I 1穿过一回路l ,而电流I 2 则在回路的外面,于是有 (A) l 上各点的B 及积分l B d ??

l

都只与I 1 有关.

(B) l 上各点的B 只与I 1 有关,积分l B d ??

l

与I 1 、I 2有关.

(C) l 上各点的B 与I 1 、I 2有关,积分l B d ??

l

与I 2无关.

(D) l 上各点的B 及积分l B d ??

l

都与I 1、 I 2有关.

5.对于某一回路l ,积分l B d ??

l

等于零,则可以断定

(A) 回路l 内一定有电流. (B) 回路l 内可能有电流. (C) 回路l 内一定无电流.

图12.7

图13.1 图13.2

图13.3

图13.4

(D) 回路l 内可能有电流,但代数和为零. 二.填空题

1. 其圆心重合,相互正交的,半径均为R 的两平面圆形线圈,匝数均为N ,电流均为I ,且接触点处相互绝缘,如图13.4所示,则圆心O 处磁感应强度的矢量式为 .

2. 一带正电荷q 的粒子以速率v 从X 负方向飞过来向X 正方向飞去,当它经过坐标原点时,在X 轴上的x 0处的磁感应强度矢量表达式为 ,在Y 轴上的y 0处的磁感应强度矢量表达式为 .

3.如图13.5所示,真空中有两圆形电流I 1 和 I 2 和三个环路L 1 L 2 L 3,则安培环路定律的表达式为l B d 1

??L = ,

l B d 2

??L = ,l B d 3

??L = .

三.计算题

1.在一半径R =1.0cm 的无限长半圆柱面形金属薄片中,自上而下地有I =5.0A 的电流通过,如图13.6所示,试求圆柱轴线上任意一点P 的磁感应强度B 的大小及方向.

2.试用安培环路定律和磁场的高斯定理证明磁力线处处平行的无电流空间的磁场为匀强磁场.

练习十四 安培环路定律(续)变化电场激发的磁场

一.选择题

4.位移电流与传导电流一样

(A) 都是由载流子的定向移动产生的; (B) 都可以激发磁场;

(C) 都可以用电流表测量其大小; (D) 都一样产生热效应.

2.如图14.1所示,有两根无限长直载流导线平行放置,电流分别为I 1和I

, L 是空间一闭曲线,

I 1在L 内,I 2在L 外,P 是L 上的一点,今将I 2 在L 外向

I 1移近时,则有

(A)

l B d ??L

与B P

同时改变. (B) l B d ??L

与B P

都不改变. (C) l B d ??L

不变,B P

改变. (D) l B d ??L

改变,B P

不变.

3.如图1

4.2,一环形电流I 和一回路l ,则积分l B d ??

l

应等于

(A) 0.

(B) 2 I . (C) -2μ0 I . (D) 2μ0 I .

4.对于某一回路l ,积分=??

l B d l

μ0 I ≠0,则可以肯定

(A) 回路上有些点的B 可能为零,有些可能不为零,或所有点可能全不为零. (B) 回路上所有点的B 一定不为零.

2

图13.5

图13.6

I 图14.1

图14.2

(C) 回路上有些点的B 一定为零. (D) 回路上所有点的B 可能都为零.

5.载流空心圆柱导体的内外半径分别为a 和 b ,电流在导体截面上均匀分布,则空间各点的 B -r 曲线应为图14.3中的哪一图

二.填空题

1.长度为L ,半径为R 的有限长载流圆柱,电流为I , 用安培环路定律 (填能或不能)计算此电流产生的磁场.设想此有限长载流圆柱与其它导线组成电流为I 的闭合电路,如以此圆柱轴线为心作一圆形回路l , l 的半径为r ( r < R ), 回路平面垂直电流轴线,则积分

l B d ??l

应等于 .

2.如图14.4所示,两条平行的半径为a 的无限长直载流导线A 、B 相距为d ,电流为I ,P 1、P 2、P 3分别距电流A 为x 1、x 2、x 3, 它们与电流A 、B

的轴线共面,则它们的磁感应强度的大小分别为

B P1 , B P2= ,B P3= .

3.半径R =0.1m 的两块圆板,构成平行板电容

器,放在真空中,今对电容器匀速充电,使两板间电场的变化率为d E /d t =1.0×1013Vm -1s -1,则两板间位移电流的大小为 ,板间一点P,距中心线为r =0.05 m,则 P 点处的磁感应强度为B p = . 三.计算题

1.空气平行板电容器接在电动势为ε的电源两端,如图14.5所示,回路电阻和电源内阻均忽略不计,今将电容两极板以速率v 匀速拉开,

当两极板间距为x 时,求电容器内位移电流密度的

大小和方向. 2.图14.6所示是一根外半径为R 1的无限长圆

柱形导体管的横截面,管内空心部分的半径为R 2 ,空心部分的轴与圆柱的轴相平行但不重合,两轴间

的距离为a ,且a > R 2 ,现有电流I 沿导体管流动,

电流均匀分布在管的横截面上,电流方向与管的轴线平行,求(1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小;(2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小;(3)设R 1=10mm, R 2=0.5mm,a =5.0mm,I =20A,分别计算上述两处磁感应强度的大小.

练习十五 静磁场中的磁介质

一.选择题

1.磁介质的三种,用相对磁导率μr 表征它们各自的特性时

(A)

(B)

(C)

(D)

14.3

图14.4 图14.5 图14.6

(A) 顺磁质μr > 0 ,抗磁质 μr < 0 , 铁磁质μr >> 1. (B) 顺磁质μr > 1 ,抗磁质 μr = 1 , 铁磁质μr >> 1. (C) 顺磁质μr > 1 ,抗磁质 μr < 1 , 铁磁质μr >> 1. (D) 顺磁质μr > 0 ,抗磁质 μr < 0 , 铁磁质μr > 1. 2.公式(1)H = B /μ0-M ,(2)M =χm H 和(3)B = μ H 的运用范围是 (A) 它们都适用于任何磁介质.

(B) 它们都只适用于各向同性磁介质. (C)(1)式适用于任何介质,(2)式和(3)式只适用于各向同性介质. (D) 它们都只适用于各向异性介质.

3.关于环路l 上的H 及对环路l 的积分?

?l

l H d ,以下说法正确的是

(A) H 与整个磁场空间的所有传导电流,磁化电流有关,而?

?l

l H d 只与环路l 内的传导

电流有关;

(B) H 与?

?l l H d 都只与环路内的传导电流有关;

(C) H 与??l l H d 都与整个磁场空间内的所有传导电流有关; (D) H 与??l

l H d 都与空间内的传导电流和磁化电流有关.

4.磁化强度M

(A) 只与磁化电流产生的磁场有关. (B) 与外磁场和磁化电流产生的场有关. (C) 只与外磁场有关.

(D) 只与介质本身的性质有关,与磁场无关. 5.以下说法中正确的是

(A) 若闭曲线L 内没有包围传导电流,则曲线L 上各点的H 必等于零; (B) 对于抗磁质,B 与H 一定同向; (C) H 仅与传导电流有关;

(D) 闭曲线L 上各点H 为零,则该曲线所包围的传导电流的代数和必为零. 二.填空题

1. 如图15.1所示的两种不同铁磁质的磁滞回线中,适合制造永久磁铁的是磁介质 ,适合制造变压器铁芯的是磁介质 .

2. 一个绕有500匝导线的平均周长50cm 的细环,载有0.3A 电流时,铁芯的相对磁导率为600

(1) 铁芯中的磁感应强度B 为 ; (2) 铁芯中的磁场强度H 为 . 3.图15.2中为三种不同的磁介质的B ~H 关系曲线,其中虚线表示的是B =μ0 H 的关系,说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B ~H 关系曲线:

a 代表 的B ~H 关系曲线;

b 代表 的B ~H 关系曲线;

c 代表 的B ~H 关系曲线. 三.计算题

图15.1 图15.2

1.一铁环中心线周长L = 30cm ,横截面S =1.0cm 2, 环上紧密地绕有N = 300匝的线圈,当导线中电流I =32mA 时,通过环截面的磁通量Φ=

2.0×10-6 Wb ,试求铁芯的磁化率χm .

2.一根无限长同轴电缆由半径为R 1的长导线和套在它外面的内半径为R 2、外半径为R 3的同轴导体圆筒组成,中间充满磁导率为μ的各向同性均匀非铁磁绝缘材料,如图15.3,传导电流I 沿导线向右流去,由圆筒向左流回,在它

们的截面上电流都是均匀分布的,求同轴线内外的磁感应强度大小的分布.

练习十六 静磁场习题课

一.选择题

1. 边长为l 的正方形线圈,分别用图16.2所示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为:

(A) B 1 = 0 . B 2 = 0.

(B) B 1 = 0 . l

I

B πμ0222=

(C) l I

B πμ0122=. B 2=0 .

(D) l

I B πμ0122=. l I

B πμ0222=.

2.在磁场方向和导体中电流方向不变的条件下

(A) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)无关,产生霍耳电压的正负与载流子的种类有关.

(B) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)无关,产生霍耳电压的正负与载流子的种类无关.

(C) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)有关,产生霍耳电压的正负与载流子的种类无关.

(D) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)有关,产生霍耳电压的正负与载流子的种类有关.

3.在磁场方向和导体中电流方向不变的条件下

(A) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)无关,导线所受的安培力的方向与载流子的种类有关.

(B) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)有关,导线所受的安培力的方向与载流子的种类有关.

(C) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)无关,导线所受的安培力的方向与载流子的种类无关.

(D) 导体中的载流子所受磁场力的方向与载流子的种类(正负)有关,导线所受的安培力的方向与载流子的种类无关.

4.无限长直电流产生磁场的公式为B = μ0 I / (2 π r ),以下说法正确的是

图15.3

图16.2

l

(1)

d

(A) 此公式中只要求导线为直导线;

(B) 此公式中只要求导线为无限长,且截面必须为圆形; (C) 当r = 0时,此公式不适用,因为磁感强度B 为无限大;

(D) 当r = 0时,此公式不适用,因为此时场点到导线的距离不是远大于导线的截面尺寸,导线不能看成无限细.

5.安培环路定律l B d ??

l

=μ0I 中的电流I

(A) 必须穿过回路l 所圆的曲面,且必须为无限长的直线. (B) 必须穿过回路l 所圆的曲面,但可以为有限长的直线. (C) 不必穿过回路l 所圆的曲面,但必须闭合. (D) 必须穿过回路l 所圆的曲面,且必须闭合. 二.填空题

1.图16.1示为磁场中的通电薄金属板,当磁感强度B 沿X 轴负向,电流I 沿Y 正向时,则金属板中对应于霍尔电场的电场强度E H 的方向沿 .

2.如图16.2,均匀磁场中放一均匀带

正电荷的圆环,其电荷线密度为λ,圆环可绕与环面垂直的轴旋转,

当圆环以角速度ω转动时,圆环受到的磁力矩的大小为 ,其方向为 .

3.在氢原子中,若视电子(质量为m ,电量为-e ) 绕质子作半径为r ,角速度为ω的匀速圆周运动,那么,电子作匀速圆周运动所等效的环形电流I = ;电子的轨道磁矩为P m = . 三.计算题

1.有一根质量为m 的倒U 形导线,两端浸没在水银槽中,导线的上段l 处于均匀磁场B 中,如图16.3,如果使一个电流脉冲,即电量q =t i t

d ?

?通过导线,这导线就会跳起来,假定

电流脉冲的持续时间?t 同导线跳起来的时间t 相比为非常小,试由导线所达高度h 计算电流脉冲的大小,设B =0.1T ,m=10×10-3kg ,l =0.2m ,h =0.3m .(提示:利用动量原理求冲量,并找出t i t

d ??与冲量t F t

d ?

?的关系)

2.如图16.4所示,将一无限大均匀载流平面放入均匀磁场中,(设均匀磁场方向沿O X 轴正方向)且其电流方向与磁场方向垂直指向纸内,已知放入后平面两侧的总磁感应强度分别为B 1与B 2,求:

(1) 原磁场的磁感应强度B 0及此无限大均匀载流平面激发磁场的磁感应强度B '; (2) 此无限大均匀载流平面的面电流的线密度J ; (3) 该载流平面上单位面积所受的磁场力大小及方向.

16.1 图16.2

图16.3

图16.4

练习十七 电磁感应定律 动生电动势

一.选择题

1.在一线圈回路中,规定满足如图17.1所示的旋转方向时,电动势ε , 磁通量Φ为正值。若磁铁沿箭头方向进入线圈,则有

(A) d Φ /d t < 0, ε < 0 . (B) d Φ /d t > 0, ε < 0 . (C) d Φ /d t > 0, ε > 0 . (D) d Φ /d t < 0, ε > 0 .

2.一磁铁朝线圈运动,如图17.2所示,则线圈内的感应电流的方向(以螺线管内流向为准)以及电表两端电位U A 和U B 的高低为:

(A) I 由A 到B ,U A >U B . (B) I 由B 到A ,U A U B . (D) I 由A 到B ,U A

3.一长直螺线管,单位长度匝数为n 电流为I ,其中部放一面积为A ,总匝数为N ,电阻为R 的测量线圈,如图17.3所示,开始时螺线管与测量线圈的轴线平行,若将测量线圈翻转180°,则通过测量线圈某导线截面上的电量?q 为

(A) 2μ0nINA /R . (B) μ0nINA /R . (C) μ0NIA /R . (D) μ0nIA /R .

4.若尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量,则在两环中

(A) 感应电动势不同,感应电流相同. (B) 感应电动势相同,感应电流也相同. (C) 感应电动势不同,感应电流也不同. (D) 感应电动势相同,感应电流不同.

5.如17.4图,当无限长直电流旁的边长为l 的正方形回路abcda (回路与I 共面且bc 、da 与I 平行)以速率v 向右运动时,则某时刻(此时ad 距I 为r )回路的感应电动势的大小及感应电流的流向是:

(A) r Ivl

πμε20=

,电流流向d →c →b →a . (B) r Ivl

πμε20=,电流流向a →b →c →d .

(C) )(22

0l r r Ivl +=πμε,电流流向d →c →b →a .

(D) )

(22

0l r r Ivl +=πμε,电流流向a → b → c →d

二.填空题

1.如图17.5所示,一光滑的金属导轨置于均匀磁场B 中,导线ab 长为l ,可在导轨上平行移动,速度为v ,则回路中的感应

图17.1

17.2

17.3 图

17.4

· ·

·

·

图17.5

电动势ε = ,U a U b (填 > < =),回路中的电流I = ,电阻R 上消耗的功率P = .

2.如图17.6所示,长为l 的导体棒AB 在均匀磁场B 中绕通过C 点

的轴OO '转动,AC 长为l /3,则U B -U A = , U A -

U C = , U B -U C = .(当导体棒运动到如图

所示的位置时,B 点的运动方向向里.)

3.如图17.7所示,直角三角形金属框PQS 置于匀强磁场B 中,B

平行于PQ ,当金属框绕PQ 以角速度ω转动时,PS 边感应电动势的

大小ε' i = 方向 ,整个回路的感应电动势大

小ε i = . (当金属框运动到如图所示的位置时,S 点的运动方向向里.)

三.计算题

1.半径为R 的四分之一圆弧导线位于均匀磁场B 中,圆弧的a 端

与圆心O 的连线垂直于磁场,今以aO 为轴让圆弧ac 以角速度ω旋转,当转到如图17.8所示的位置时(此时c 点的运动方向向里),求

导线圆弧上的感应电动势. 2.有一很长的长方形的U 形导轨,宽为l ,竖直放置,裸导线ab 可沿金属导轨

(电阻忽略)无摩擦地下滑,导轨位于磁感应强度B 水平均匀磁场中,如图17.9所示,设导线ab 的质量为m ,它在电路中的

电阻为R , abcd 形成回路,t = 0 时,v = 0,

试求:导线ab 下滑的速度v 与时间t 的函

数关系.

练习十八 感生电动势 互感

一.选择题

1.如图18.1所示,均匀磁场被局限在无限长圆柱形空间内,且成轴对称分布,图为此磁场的截面,磁场按d B /d t 随时间变化,圆柱体外一点P 的感应电场E i 应

(A) 等于零.

(B) 不为零,方向向上或向下.

(C) 不为零,方向向左或向右. (D) 不为零,方向向内或向外. (E) 无法判定.

2.一无限长直螺线管内放置两段与其轴垂直的直线导体,如图18.2所示为此两段导体所处的螺线管截面,其中ab 段在直径上,cd 段在一

条弦上,当螺线管通电的瞬间(电流方向如图)则ab 、cd 两段导体中

感生电动势的有无及导体两端电位高低情况为: (A) ab 中有感生电动势,cd 中无感生电动势,a 端电位高. (B) ab 中有感生电动势,cd 中无感生电动势,b 端电位高.

(C) ab 中无感生电动势,cd 中有感生电动势,d 端电位高.

(D) ab 中无感生电动势,cd 中有感生电动势,c 端电位高.

17.6

图17.7

×

×

×

×

× × ×

图17.8 × × ×

× × ×

× × × × ·P B

图18.1 图18.2

3.圆电流外有一闭合回路,它们在同一平面内,ab 是回路上的两点,如图18.4所示,当圆电流I 变化时,闭合回路上的感应电动势及a 、b

两点的电位差分别为: (A) 闭合回路上有感应电动势,但不能引入电势差的概念. (B) 闭合回路上有感应电动势,U a -U b >0.

(B) 闭合回路上有感应电动势,U a -U b <0.

(D) 闭合回路上无感应电动势,无电位差.

4.在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈aa '和bb ',当线圈aa '和bb '如图18.4(1)绕制时其互感系数为M 1,如图18.4(2)绕制时其互感系数为M 2,M 1 与M 2的关系是

(A) M 1 =M 2 ≠0.

(B) M 1 =M 2 =0.

(C) M 1≠ M 2 ,M 2 =0.

(D) M 1≠ M 2 ,M 2 ≠0.

5.两个通有电流的平面圆线圈相距不远,如果要使其互感系数近似为零,则应调整线圈的取向使

(A) 两线圈平面都平行于两圆心的连线. (B) 两线圈平面都垂直于两圆心的连线. (C) 一个线圈平面平行于两圆心的连线,另一个线圈平面垂直于两圆心的连线. (D) 两线圈中电流方向相反. 二.填空题

1.单位长度匝数n =5000/m ,截面S =2×10-3m 2的螺绕环(可看作细螺绕环)套在一匝数为 N =5,电阻R =

2.0Ω的线圈A 内(如图18.5),如使螺绕环内的电流I 按每秒减少20A 的速率变化,则线圈A 内产生的感

应电动势为 伏,感应电流为 安,两秒内通过线圈A 某一截面的感应电量为 库仑.

2.面积为S 和2S 的两线圈A 、B ,如图16.6所示放置,通有相同的电流I ,线圈A 的电流所产生的磁场通过线圈B 的磁通量用ΦBA 表示,

线圈B 的电流所产生的磁场通过线圈A 的磁通量用ΦAB 表示,则二者的关系为 .

3.螺线管内放一个有2000匝的、直径为2.5cm 的探测线圈,线圈平面与螺线管轴线垂直,线圈与外面的测电量的冲击电流计串联,整个回路中的串联电阻为1000Ω,今让螺线管

流过正向电流,待稳定后突然将电流反向,测得?q =2.5×10- 7C,则探测线圈处的磁感应强度为 . 三.计算题

1.截流长直导线与矩形回路ABCD 共面,且导线平行于AB ,

如图18.7,求下列情况下ABCD 中的感应电动势: (1) 长直导线中电流恒定,t 时刻ABCD 以垂直于导线的速度

v 从图示初始位置远离导线匀速平移到某一位置时; (2) 长直导线中电流I = I 0 sin ωt ,ABCD 不动;

(3) 长直导线中电流I = I 0 sin ωt ,ABCD 以垂直于导线的速度v 远离导线匀速运动,初始位置也如图.

2.在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ,B 的方向与轴线平行,有一长为l 0的金属棒AB ,置于该磁场中,如图18.8

所示,

18.3 (1) 图18.4

图18.5 图18.6 图18.7

图18.8

当d B /d t 以恒定值增长时,用εi l E i d ?=?

l

求金属棒上的感应电动势,并指出A 、B 点电位的

高低.

练习十九 互感(续)自感 磁场的能量

一.选择题

1.在圆筒形空间内有一匀强磁场,图19.1是它的横截面图,图中有三点O 、a 、b ,O 为中心,a 、b 距O 为r a 、r b ,且r a <r b .当此匀强磁场

随时间增强时,此三点的感生电场E 0、E a 、E b 的大小的关系是: (A) E 0=0,E a

(D) E 0> E a >E b .

2.细长螺线管的截面积为2cm 2,线圈总匝数N =200,当通有4A 电流时,测得螺线管内的磁感应强度B =2T ,忽略漏磁和两端的不均匀性,则该螺线管的自感系数为:

(A) 40mH . (B) 0.1 mH . (C) 200H . (D) 20 mH .

3.一圆形线圈C 1有N 1匝,线圈半径为r ,将此线圈放在另一半径为R (R >>r )的圆形大线圈C 2的中心,两者同轴,大线圈有N 2匝,则此二线圈的互感系数M 为

(A) μ0N 1N 2πR /2. (B) μ0N 1N 2πR 2 /(2 r ). (C) μ0N 1N 2π r 2 /(2R ). (D) μ0N 1N 2π r /2.

4.有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径分别为r 1和 r 2,管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1和μ2,设r 1 :r 2=1 :2,μ1 :μ2=2 :1,当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后,其自感系数之比L 1 :L 2 与磁能之比W m 1 :W m 2分别为:

(A) L 1 :L 2 =1 :1, W m 1 :W m 2=1 :1 . (B) L 1 :L 2 =1 :2, W m 1 :W m 2=1 :1 . (C) L 1 :L 2 =1 :2, W m 1 :W m 2=1 :2. (D) L 1 :L 2 =2 :1, W m 1 :W m 2=2 :1.

5.用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式W m = L I 2 / 2 (A) 只适用于无限长密绕螺线管. (B) 只适用于单匝圆线圈.

(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺线环. (D) 适用于自感系数L 一定的任意线圈. 二.填空题

1.两线圈的自感系数分别为L 1和L 2,它们之间的互感系数为M ,

如将此二线圈顺

图19.1 图(1)

图(2)

图19.2

串联,如图19.2(1),则1和4之间的自感系数为 ;如将此二线圈反串联,如图19.2(2),则1和3之间的自感系数为 .

2.自感为0.25H 的线圈中,当电流在(1/16)s 内由2A 均匀减小到零时,线圈中自感电动势的大小为 .

3.真空中两条相距2a 的平行长直导线,通以方向相同,大小相等的电流I ,O 、P 两点与两导线在同一平面内,与导线的距离如图19.3所示,则O 点的磁场能量密度w mo = ,P 点的磁场能量密度w mP = . 三.计算题

1.如图19.4所示,长直导线和矩形线圈共面,AB 边与导线平行,a =1cm , b =8cm, l =30cm

(1)若长直导线中的电流I 在1s 内均匀地从10A 降为零,则线圈ABCD 中的感应电动势的大小和方向如何?

(2)长直导线和线圈的互感系数M =?( ln2 = 0.693 )

2.一环形螺线管,内外半径分别为a 、b ,高为h ,共N 匝,截面为长方形,试用能量法证明此螺线管的自感系数为

L = [ μ0 N 2 h / (2π) ] ln (b /a ) .

练习二十 麦克斯韦方程组

一.选择题

1.设位移电流激发的磁场为B 1,传导电流激发的磁场为B 2,则有 (A) B 1、 B 2都是保守场. (B) B 1、 B 2都是涡旋场. (C) B 1 是保守场,B 2是涡旋场. (D) B 1 是涡旋场,B 2是保守场.

2.设位移电流与传导电流激发的磁场分别为B d 和B 0,则有

(A)

????=?=?S S 0d ,

0d d

S B

S B . (B) ????≠?≠?S S 0d ,0d d

0S B S B . (C) ????≠?=?S S 0d ,0d d 0S B S B . (D) ????=?≠?S

S

0d ,0d d

S B

S B

3.在某空间,有电荷激发的电场E 0,又有变化磁场激发的电场E i ,选一闭合回路l ,则

(A) 一定有0d ,0d i 0≠?=???l E l E l

l .

(B) 一定有0d ,0d i

0=?≠???l E

l E l

l .

(C) 可能有,0d 0≠??l l E 一定有0d i ≠??

l E l

(D) 一定有0d 0

=??l

l E

,可能有0d i =??

l E l

4.电荷激发的电场为E 1,变化磁场激发的电场为E 2,则有 (A) E 1、E 2同是保守场. (B) E 1、E 2同是涡旋场.

(C) E 1是保守场, E 2是涡旋场.

图19.3 图19.4

(D) E 1是涡旋场, E 2是保守场. 5.位移电流的实质是 (A) 电场. (B) 磁场.

(C) 变化的磁场. (D) 变化的电场. 二.填空题

1.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中

?=?l l H d ; ?=?l

l E d .

2.写出包含以下意义的麦克斯韦方程:

(1)电力线起始于正电荷,终止于负电荷 ; (2)变化的磁场一定伴随有电场 ; (3)磁力线无头无尾 ;

(4)静电场是保守场 ;

3.反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组的积分形式为

∑?==?n

i i

S

q

1

d S D ①

??l

l E d =-d Φm

/d t ② 0d =??S

S B ③

?∑+=?=l

n

i i

I

1

d l H d Φd /d t ④

试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的,将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处

(1)变化的磁场一定伴随有电场 ;

(2)磁感应线是无头无尾的 ; (3)电荷总伴随有电场 . 三.计算题

1.如图20.1所示,电荷+q 以速度v 向O 点运动(+q 到O 的距离用x 表示)在O 点处作一半径为a 的园,园面与v 垂直,计算通过此园面的位移电流.

2.如图20.2,一半径为r 2电荷线密度为λ的均匀带电圆环,里面有一半径为r 1总电阻为R 的导体环,两环共面同心(r 2>> r 1),当大环以

变角速度ω = ω ( t ) 绕垂直于环面的中心轴旋转时,求小环中的感应电流,其方向如何?

练习二十一 电磁感应习题课

一.选择题

1.在园柱形空间内有一磁感应强度为B 的均匀磁场,如图21.1所示,

20.1

图21.1

B 的大小以速率d B /d t 变化,在磁场中有A 、B 两点,其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB 弧,则

(A) 电动势只在直导线AB 中产生. (B) 电动势只在弯曲的导线AB 弧中产生.

(C) 电动势在直导线AB 和弯曲的导线AB 弧中都产生;且两者大小相等.

(D) 电动势在直导线AB 和弯曲的导线AB 弧中都产生;且直导线AB 的电动势小于弯曲导线AB 弧的电动势.

2.用导线围成如图21.2所示的回路(以O 为圆心的圆加一直径),放在轴线通过O 点垂直于图面的圆柱形均匀磁场中,如磁场方向垂直图面向里,其大小随时间减小,则感应电流的流向为

3.在铅直放置的铜管中,有一条形永久磁铁从管口自由下落,如铜管不动,则条形磁铁

的运动将是

(A) 先作加速运动,当速度到一定值后,一直作匀速直线运动. (B) 作自由落体运动.

(C) 先作加速运动,而后作匀速运动最后作减速运动. (D) 作加速度小于g 的匀加速运动.

4.要使电子作如图21.2所示的圆周运动,且速度不断地增加,则在以O 为轴的圆柱体内所加的磁场应是

(A) 方向向内,大小随时间增加. (B) 方向向内,大小随时间减小. (C) 方向向外,大小随时间增加.

(D) 方向向外,大小随时间减小.

5.导线电流变化时,在导线内也会产生涡流,图21.3是过圆柱形导线轴的纵剖面图,分别画出了四幅在电流随时间增加时的涡流图,其中正确的是:

二.填空题

1.产生动生电动势的非静电力是 力,产生感生电动势的非静电力是 力.

2.加在平行板电容器极板上的电压随时间的变化率为d U /d t =1×106Vs -

1,在电容器内产

生1.0A 的位移电流,则该电容器的电容量为 F .

3.自由空间(即无自由电荷与传导电流的空间)麦克斯韦方程组的积分形式为:

(A)

(B)

(C)

(D)

图21.2

21.2

(A)

(B)

(C) (D)

图21.3

=??S

S D d ;?=?l

l E d ; =??S

S B d ;?=?l

l H d .

三.计算题

1.一无限长直导线通有电流I = I 0e –3t ,一矩形线圈与长直导线共面放置,其长边与导线平行,位置如图21.4所示,求:

(1) 矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向; (2) 导线与线圈的互感系数.

2. 半径为a 的导体园环放在均匀磁场B 中,B

垂直于环面,今有一电阻棒(单位长度上的电阻为

r 0)紧贴园环从如图21.5所示的直径AC 处沿垂直于此直径的半径OD 方向运动,当它离开导体园环

时,求通过此电阻棒某截面的感应电量.

21.4

图21.5

高中物理专题训练洛伦兹力

磁场对运动电荷的作用力 1.质量为m、带电荷量为q的小物块,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示.若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是() A.小物块一定带正电荷 B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 C.小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动 D.小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面压力为零时的速率为 2.(多选)如图所示,在垂直纸面向里的水平匀强磁场中,水平放置一根粗糙绝缘细直杆,有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0,假设细杆足够 长,小球在运动过程中电量保持不变,杆上各处的动摩 擦因数相同,则小球运动的速度v与时间t的关系图象 可能是() 3.如图所示,有一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以 初速度v从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁 场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的场强大小和方向是( ) A.B/v,竖直向上 B.B/v,水平向左 C.Bv,垂直于纸面向里 D.Bv,垂直于纸面向外 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流一起在磁场中运 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3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为 160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T.则血流速度的近似值和电极A,B的 正负为( ) A. 1.3 m/s,a正、b负 B. 2.7 m/s,a正、b负 C. 1.3 m/s,a负、b正 D. 2.7 m/s,a负、b正 5.(多选)如图所示,质量为m,电量为q的带正电物体,在磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动, 则( ) A.物体的速度由v 减小到零的时间等于 B.物体的速度由v 减小到零的时间大于 C. 若另加一个电场强度大小为,方向水平向右的匀强电场,物体将 做匀速运动 D. 若另加一个电场强度大小为,方向竖直向上的匀强电场,物体将 做匀速运动 6.(多选)如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平 向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直 线向上运动,下列说法中正确的是( ) A.微粒一定带负电 B.微粒的动能一定减小 C.微粒的电势能一定增加 D.微粒的机械能一定增加 7.(多选)如图所示,一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面向右运动, 飞离桌子边缘A,最后落到地板上.设有磁场时飞行时间为t1,水平射程为 x1,着地速度大小为v1;若撤去磁场而其余条件不变时,小球飞行的时间为 t2,水平射程为x2,着地速度大小为v2.则( ) A.x1>x2 B.t1>t2 C.v1>v2 D.v1=v2 8.如图所示为一速度选择器,也称为滤速器的原理图.K为 电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速率大小不一.当电子通过方向互相 垂直的匀强电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S. 设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直于纸面的匀强 磁场的磁感应强度为0.06 T,问: (1)磁场的指向应该向里还是向外? (2)速度为多大的电子才能通过小孔S? 9.如图所示,某空间存在着相互正交的匀强电场E和匀强磁场B,匀强电场方 向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面水平向里。B=1 T,E=10N/C,现 有一个质量为m=2×10-6kg,电荷量q=2×10-6C的液滴以某一速度进入该 区域恰能做匀速直线运动,求这个速度的大小和方向(g取10 m/s2)。 10.如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,其质量为m、带电荷量为+q, 小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度 是E,磁感应强度是B,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由 静止沿棒下落到具有最大加速度时的速度____________.所能达 到的最大速度______________. 11.如图所示,一个质量为m带正电的带电体电荷量为 q,紧贴着水平绝缘板的下表面滑动,滑动方向与垂直纸 面的匀强磁场B垂直,则能沿绝缘面滑动的水平速度方向________,大小v应 不小于________,若从速度v0开始运动,则它沿绝缘面运动的过程中,克服摩 擦力做功为________.

郑州市人教版物理高二选修1-2 3.5核能的利用同步训练

郑州市人教版物理高二选修1-2 3.5核能的利用同步训练 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题(共15小题) (共14题;共28分) 1. (2分) (2017高二下·黄陵期末) 有关近代物理知识,下列说法错误的是() A . 若镭Ra的半衰期为τ,则经过2τ的时间,2 kg的镭Ra中有1.5 kg已经发生了衰变 B . 铀核( U)衰变为铅核( Pb)的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变 C . 用14 eV的光子照射处于基态的氢原子,可使其电离 D . 铀235的裂变方程可能为U→ Cs+ Rb+10 n 2. (2分) (2017高二下·鄞州期末) 以下说法中正确的是() A . 照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用 B . β衰变所放出的电子来自原子核外 C . γ射线是一种波长很短的电磁波 D . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 3. (2分)如图所示,甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片,忽略地磁场的影响,下列说法正确的是() A . 甲图中的电子束径迹是抛物线 B . 乙图中的电子束径迹是圆形 C . 甲图中的电子只受电场力作用

D . 乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力 4. (2分)(2017·新化模拟) 下列说法正确的是() A . 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B . α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流 C . 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D . 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 5. (2分)下列说法正确的是() A . 阴极射线和β射线本质上都是电子流,都来自于原子的核外电子 B . 温度越高,黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动 C . 天然放射现象的发现,让人们不知道原子核不是组成物质的最小微粒 D . 公安机关对2014年5月初南京丢失铱﹣192放射源的4名责任人采取强制措施是因为该放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命. 6. (2分)如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛伦兹力的实验装置,图中虚线是电子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的是() A . A端接的是高压直流电源的正极 B . C端是蹄形磁铁的N极 C . C端是蹄形磁铁的S极 D . 以上说法均不对 7. (2分)(2017·延边模拟) 关于天然放射性,下列说法正确的是()

磁场洛伦兹力基础计算

磁场---洛伦兹力基础计算 1、(12分)下左图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷q与质量m之比。 2、如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直.且平 行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为a与a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求: (1)电子在磁场中的飞行时间? (2)电子的荷质比q/m. 3、如图所示,一个电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角就是30°,试计算: (1)电子的质量m。(2)电子穿过磁场的时间t。

4、一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为多大?(不计粒子重力) 5、(12分)一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,不计重力。 求:(1) 粒子做圆周运动的半径 (2)匀强磁场的磁感应强度B 6、如图所示,在xoy平面内有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感强度为B,一带正电荷量Q的粒子,质量为m,从O点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与x、y轴的交点A、B到O点的距离分别为a、b,试求: (1)初速度方向与x轴夹角θ. (2)初速度的大小、

高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)

高中物理《磁场》典型题(经典推荐) 一、单项选择题 1.下列说法中正确的是( ) A .在静电场中电场强度为零的位置,电势也一定为零 B .放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量q 发生变化时,该检验电荷所受电场力F 与其电荷量q 的比值保持不变 C .在空间某位置放入一小段检验电流元,若这一小段检验电流元不受磁场力作用,则该位置的磁感应强度大小一定为零 D .磁场中某点磁感应强度的方向,由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定 2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。如关系式U=IR ,既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了V (伏)与A (安)和Ω(欧)的乘积等效。现有物理量单位:m (米)、s (秒)、N (牛)、J (焦)、W (瓦)、C (库)、F (法)、A (安)、Ω(欧)和T (特) ,由他们组合成的单位都与电压单位V (伏)等效的是( ) A .J/C 和N/C B .C/F 和/s m T 2? C .W/A 和m/s T C ?? D .ΩW ?和m A T ?? 3.如图所示,重力均为G 的两条形磁铁分别用细线A 和B 悬挂在水平的天 花板上,静止时,A 线的张力为F 1,B 线的张力为F 2,则( ) A .F 1 =2G ,F 2=G B .F 1 =2G ,F 2>G C .F 1<2G ,F 2 >G D .F 1 >2G ,F 2 >G 4.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在1s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为( ) A .1/2 B .1 C .2 D .4 5.如图所示,矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示,由以上信息可知,从图中a 、b 、c 处进入

洛伦兹力习题及答案

1word 版本可编辑.欢迎下载支持. 磁场、洛伦兹力 1.制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a 、b 、c ,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B 的匀强磁场,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时,利用电压表所显示的两个电极间的电压U ,就可测出污水流量Q (单位时间内流出的污水体积).则下列说法正确的是 ( ) A .后表面的电势一定高于前表面的电势,与正负哪种离子多少无关 B .若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零 C .流量Q 越大,两个电极间的电压U 越大 D .污水中离子数越多,两个电极间的电压U 越大 2.长为L 的水平板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,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 < m BqL 4 B.使粒子的速度v >m BqL 45 C.使粒子的速度v >m BqL D.使粒子的速度m BqL 4

人教版(2019)高二物理选择性必修二第一章安培力与洛伦兹力同步复习题 无答案

人教版(2019)选择性必修二第一章安培力与洛伦兹力同步复习题 Ⅰ选择题(每个小题有四个选项,把正确的选项填在括号里) 1.下列说法正确的是 A.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱 B.放在匀强磁场中的通电导线一定受到安培力 C.磁场的方向就是通电导体所受安培力的方向 D.通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面 2.如图所示,一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上,在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中,导体棒ab均静止,则下列判断错误的是 A.四种情况导体受到的安培力大小相等 B.A中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零 C.B中导体棒ab可能是二力平衡 D.C、D中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零 3.按照玻尔原子理论,原子中的电子在库仑力的作用下在特定的分立轨道上绕原子核做圆周运动。若电子ω在纸面内绕核沿顺时针方向做匀速圆周运动,现施加一垂直纸面向外的匀强磁场,如图所示。以角速度0 施加磁场后,假设电子绕核运动的半径R保持不变,角速度变为ω,不计重力。下列判断正确的是() A.洛伦兹力的方向背离圆心,ω<0ωB.洛伦兹力的方向背离圆心,ω>0ω C.洛伦兹力的方向指向圆心,ω<0ωD.洛伦兹力的方向指向圆心,ω>0ω 4.科学家预言,自然界存在只有一个磁极的磁单极子,磁单极N的磁场分布如图甲所示,它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有相同的带电小球分别在N和Q附近(图示位置)沿水平面做匀速圆周运动,则下列判断正确的是()

A .从上往下看,图甲中带电小球一定沿逆时针方向运动 B .从上往下看,图甲中带电小球一定沿顺时针方向运动 C .从上往下看,图乙中带电小球一定沿顺时针方向运动 D .从上往下看,图乙中带电小球一定沿逆时针方向运动 5.如图所示,磁感应强度为B 的匀强磁场分布在半径为R 的圆内,CD 是圆的直径,质量m 、电荷量为q 的带正电的粒子,从静止经电场加速后,沿着与直径CD 平行且相距2 R 的直线从A 点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是2m qB ,则加速电场的电压是( ) A .222 B R q m B .22B R q m C .22R q m D .224qB R m 6.如图所示,由Oa 、Ob 、Oc 三个铝制薄板互成120°角均匀分开的I 、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域,其磁感应强度分别用B 1、B 2、B 3表示.现有带电粒子自a 点垂直Oa 板沿逆时针方向射入磁场中,带电粒子完成一周运动,假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变,在三个磁场区域中的运动时间之比为1:3:5,轨迹恰好是一个以O 为圆心的圆,不计粒子重力,则

第三章 专题强化7 洛伦兹力作用下的实例分析

专题强化7 洛伦兹力作用下的实例分析 [学习目标] 1.知道速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计的工作原理.2.进一步了解洛伦兹力在科技生活中的应用,提高学生的综合分析和计算能力. 一、速度选择器 1.装置及要求 如图1,两极板间存在匀强电场和匀强磁场,二者方向互相垂直,带电粒子从左侧射入,不计粒子重力. 图1 2.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE =q v B ,即v =E B . 3.速度选择器的特点

(1)v 的大小等于E 与B 的比值,即v =E B .速度选择器只对选择的粒子速度有要求,而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求. (2)当v >E B 时,粒子向F 洛方向偏转,F 电做负功,粒子的动能减小,电势能增大. (3)当v <E B 时,粒子向F 电方向偏转,F 电做正功,粒子的动能增大,电势能减小. 例 1 在两平行金属板间,有如图2所示的正交的匀强电场和匀强磁场.α粒子以速度v 0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,恰好能沿直线匀速通过.供下列各小题选择的选项有:

图2 A .不偏转 B .向上偏转 C .向下偏转 D .向纸内或纸外偏转 (1)若质子以速度v 0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,质子将________. (2)若电子以速度v 0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,电子将________. (3)若质子以大于v 0的速度从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,质子将________. (4)若增大匀强磁场的磁感应强度,其他条件不变,电子以速度v 0沿垂直于电场和磁场的方向,从两板左侧正中央射入时,电子将________. 答案 (1)A (2)A (3)B (4)C 解析 设带电粒子的带电荷量为q ,匀强电场的电场强度为E ,匀强磁场的磁感应强度为B .带电粒子以速度v 0从左侧垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场中时,若粒子带正电荷,则所受电场力方向向下,大小为qE ;所受磁场力方向向上,大小为Bq v 0.沿直线匀速通过时,有 Bq v 0=qE ,v 0=E B ,即沿直线匀速通过时,带电粒子的速度与其带电荷量无关.如果粒子带负电荷,所受电场力方向向上,磁场力方向向下,上述结论仍然成立,所以第(1)、(2)两小题应选A.若质子以大于v 0的速度从左侧射入,所受磁场力将大于电场力,质子带正电荷,将向上偏转,所以第(3)小题应选B.磁场的磁感应强度B 增大,其他条件不变,电子所受磁场力大于电场力,电子带负电荷,所受磁场力方向向下,将向下偏转,所以第(4)小题应选C. 二、磁流体发电机 磁流体发电机的发电原理图如图3甲所示,其平面图如图乙所示.

(完整版)洛伦兹力经典例题

洛仑兹力典型例题 〔例1〕一个带电粒子,沿垂直于磁场的 方向射入一匀强磁场.粒子的一段径迹如图 所示,径迹上的每一小段都可近似看成圆 弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子 的能量逐渐减小(带电量不变).从图中情 况可以确定[ ] A.粒子从a到b,带正电 B.粒子从b到a,带正电 C.粒子从a到b,带负电 D.粒子从b到a,带负电 R=mv /qB,由于q不变,粒子的轨道半径逐渐减小,由此断定粒子从b到a运动.再利用左手定则确定粒子带正电. 〔答〕B. 〔例2〕在图中虚线所围的区域内,存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强 度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转,设重力可忽略不计,则在这区域中的E和B的方向可能是[ ] A.E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相同 B.E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相反 C.E竖直向上,B垂直纸面向外 D.E竖直向上,B垂直纸面向里

〔分析〕不计重力时,电子进入该区域后仅受电场力F E和洛仑兹力F B作用.要求电子穿过该区域时不发生偏转电场力和洛仑兹力的合力应等于零或合力方向与电子速度方向在同一条直线上. 当E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相同时,洛仑兹力F B等于零,电子仅受与其运动方向相反的电场力F E作用,将作匀减速直线运动通过该区域. 当E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相反时,F B=0,电子仅受与其运动方向相同的电场力作用,将作匀加速直线运动通过该区域. 当E竖直向上,B垂直纸面向外时,电场力F E竖直向下,洛仑兹力F B 动通过该区域. 当E竖直向上,B垂直纸面向里时,F E和F B都竖直向下,电子不可能在该区域中作直线运动. 〔答〕A、B、C. 〔例3〕如图1所示,被U=1000V的电压加速的电子从电子枪中发射出来, 沿直线a方向运动,要求击中在α=π/3方向,距枪口d=5cm的目标M,已知磁场垂直于由直线a和M所决定的平面,求磁感强度. 〔分析〕电子离开枪口后受洛仑兹力作用做匀速圆周运动,要求击中目标M,必须加上垂直纸面向内的磁场,如图2所示.通过几何方法确定圆心后就可迎刃而解了.

高中物理选修3-1基础练习

1.如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2 m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103 V/m.一带正电小球,以速度v0沿水平轨道向右运动,接着进入半圆轨道后,恰能通过最高点D点.已知小球的质量为m=1.0×10-2 kg,所带电荷量q= 2.0×10-5 C, g=10 m/s2.(水平轨道足够长,小球可视为质点,整个运动过 程无电荷转移) (1)小球能通过轨道最高点D时的速度大小; (2)带电小球在从D点飞出后,首次在水平轨道上的落点与B 点的距离; (3)小球的初速度v0. 2.如图所示,竖直向下的匀强电场中,水平轨道AB与竖直四分之一圆轨道BC相切于B.一质量m=0.4 kg、电荷量q=8×10-4 C的带正电小球,从A点以速度v 0=2 m/s由 A向B运动,到达P点后又返回.已知轨道ABC光滑且绝缘,圆轨道BC半径 R=0.5 m,匀强电场的场强E=5×103 V/m,取重力加速度g=10 m/s2.求: (1)小球在B点对圆轨道的压力; (2)小球在P点的加速度大小. 3.某同学选用规格合适的电表,准备用伏安法测一只灯泡的电阻,接线时 不慎将电压表和电流表的位置接错,如图所示,S闭合后结果是( ) A.电压表烧坏 B.电流表烧坏 C.灯泡烧坏 D.灯泡不亮 4.如图所示的电路中,闭合开关S后,灯L1和L2都正常发光,后来由于某 种故障使灯L2突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是 ( )A.L1灯灯丝烧断 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路 5.用伏安法测电阻R,按图中(甲)图测得的结果为R1,按(乙)图测得的结果为R2,若电阻的真实值为R,则( ) A.R1>R>R2 B.R1R1,R>R2 D.R

人教版物理选修1-1第二章第三节磁场对通电导线的作用同步训练A卷(新版)

人教版物理选修1-1第二章第三节磁场对通电导线的作用同步训练A卷(新版)姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题(共15小题) (共15题;共31分) 1. (2分)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是() A . 安培力的方向可以不垂直于直导线 B . 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C . 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D . 将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 【考点】 2. (2分)(2020·日照模拟) 如图所示,用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,ab、cd边均与ad边成60°角,ab=bc=cd=L.框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接。垂直于竖直框架平面有磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场,则框架受到安培力的合力的大小和方向为() A . ,竖直向上 B . ,竖直向上 C . ,竖直向下 D . ,竖直向下 【考点】

3. (2分) (2020高二上·常州月考) 一质量 m、电荷量的﹣q 圆环,套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上,圆环的直径略大于杆的直径,细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现给圆环一沿杆左上方方向的初速度 v0 ,(取为初速度 v0 正方向)以后的运动过程中圆环运动的速度图像不可能是() A . B . C . D . 【考点】

4. (2分) (2020高二上·台州月考) 四川省稻城县海子山的“高海拔宇宙线观测站” ,是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。假设来自宇宙的质子流沿着与地球表面垂直的方向射向这个观测站,由于地磁场的作用(忽略其他阻力的影响),粒子到达该观测站时将() A . 竖直向下沿直线射向观测站 B . 与竖直方向稍偏东一些射向观测站 C . 与竖直方向稍偏南一些射向观测站 D . 与竖直方向稍偏西一些射向观测站 【考点】 5. (2分) (2018高二上·固阳期中) 下列说法正确的是() A . 在匀强电场中,电势降低的方向就是电场强度的方向 B . 根据公式U=Ed可知,匀强电场中任意两点间的电势差与这两点的距离成正比 C . 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 D . 一小段通电直导线放在磁场中某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零 【考点】 6. (2分) (2018高二上·鄂尔多斯月考) 在绝缘圆柱体上a、b两位置固定两个金属圆环,当两环通有如图所示电流时, b处金属圆环受到的安培力为F1;若将b处金属圆环平移到c处,它受到的安培力为F2 .今保持b处金属圆环位置不变,在位置c再放置一个同样的金属圆环,并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流,则在a位置的金属圆环受到的安培力()

洛伦兹力(学生练习)

第二讲 洛伦兹力 一、【考试说明】 二、【考试说明解读】 (一)洛伦兹力 1.洛仑兹力的大小。 (1)洛仑兹力计算式为F =qvB ,条件为磁场B 与带电粒子运动的速度v 垂直。 (2)当v ∥B ,F =0;当v ⊥B ,F 最大。 2.洛仑兹力的方向。 (1)洛仑兹力的方向用左手定则判定:伸开左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入掌心,四指指向正电荷的运动方向,那么,大拇指所指的方向就是正电荷所受洛仑兹力的方向;如果运动电荷为负电荷,则四指指向负电荷运动的反方向。 (2)F 、v 、B 三者方向间的关系。已知v 、B 的方向,可以由左手定则确定F 的唯一方向:F ⊥v 、F ⊥B 、则F 垂直于v 和B 所构成的平面;但已知F 和B 的方向,不能唯一确定v 的方向,由于v 可以在v 和B 所确定的平面内与B 成不为零的任意夹角,同理已知F 和v 的方向,也不能唯一确定B 的方向。 3.洛仑兹力的特性 (1)安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 (2)无论电荷的速度方向与磁场方向间的关系如何,洛仑兹力的方向永远与电荷的速度方向垂直,因此洛仑兹力只改变运动电荷的速度方向,不对运动电荷作功,也不改变运动电荷的速率和动能。所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场仅受洛仑磁力作用时,一定作匀速圆周运动。 (3)洛仑兹力是一个与运动状态有关的力,这与重力、电场力有较大的区别,在匀强电场中,电荷所受的电场力是一个恒力,但在匀强磁场中,若运动电荷的速度大小或方向发生改变,洛仑兹力是一个变力。 【例1】每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来,地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意 义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,在地磁场的作用下,它将 A .向东偏转 B .向南偏转 C .向西偏转 D .向北偏转 【例2】如图所示,边长为d 的正方形区域abcd 中充满匀强磁场,磁场大小为B ,方向垂直纸面向里。一个氢核(质量为m ,电量为e )从ad 边的中点m 沿着既垂直于ad 边 又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab 边的中点n 射出磁场,则氢核射入磁场时的速度是____。现将磁场的磁感应强度变为原来的2倍, 其他条件不变,则这个氢核经_____时间从磁场射出。 例3.如图所示,匀强磁场的方向竖直向下。磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑、 底部有带电小球的试管。在水平拉力F 作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出。关 n a b

人教版高中物理 选修3-1 3.1 磁现象与磁场 同步练习D卷

人教版高中物理选修3-1 3.1 磁现象与磁场同步练习D卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共12题;共28分) 1. (2分) (2018高一上·凌源月考) 在物理学的发展历程中,首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学发展的是() A . 伽利略 B . 亚里士多德 C . 牛顿 D . 爱因斯坦 【考点】 2. (2分) (2017高二上·株洲期末) 银行、医院、公交公司等机构发行的磁卡,都是利用磁性材料记录信息的.关于磁卡的使用和保存,下列做法不合适的是() A . 用软纸轻擦磁卡 B . 用磁卡拍打桌面 C . 使磁卡远离热源 D . 使磁卡远离磁体 【考点】 3. (2分)根据所学知识判断图中正确的是() A .

B . C . D . 【考点】 4. (2分)(指南针是中国古代四大发明之一,它指南北是因为() A . 同名磁极互相吸引 B . 异名磁极互相排斥 C . 地磁场对指南针的作用 D . 指南针能吸引铁、钴、镍等物质 【考点】 5. (2分) (2020高二上·佛山期末) “司南”是我国的四大发明之一,如图所示,形似勺子,勺柄是“司南”的南极,则“司南”静止时,勺柄所指的方向是() A . 东方

B . 北方 C . 西方 D . 南方 【考点】 6. (2分)(2017·江都会考) 如图所示,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方,磁针的S 极向纸内偏转,这一带电粒子束可能是() A . 向右飞行的正离子束 B . 向左飞行的正离子束 C . 向左飞行的负离束 D . 无法确定 【考点】 7. (2分) (2017高二上·肇庆期末) 如图所示,要使线框abcd在受到磁场力作用后,ab边向纸外,cd边向纸里转动,可行的方法是() A . 加方向垂直纸面向外的磁场,通方向为a→b→c→d→a的电流 B . 加方向平行纸面向上的磁场,通方向为a→b→c→d→a电流 C . 加方向平行纸面向下的磁场,通方向为a→b→c→d→a的电流

洛伦兹力的应用教案

洛伦兹力的应用 教学目标: 1.知识与技能 (1)理解运动电荷垂直进入匀强磁场时,电荷在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。(2)能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪些因素的影响。推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公式,并会应用它们分析实验结果,并用于解决实际问题。 2.过程与方法 多媒体和演示实验相结合 3.情感态度及价值观 培养科学的探究精神 教学重点:掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。 教学难点:理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。 教具:洛伦兹力演示仪 复习导入: 提问学生带电粒子在磁场中的受力情况: (1)平行进入磁场中:F=0;粒子将做匀速直线运动。 (2)垂直进入磁场中:F=Bqv。 猜想:粒子将做什么运动? 教学过程: 一、理论探究: 匀速圆周运动的特点:速度大小不变;速度方向不断发生变化;向心力 大小不变;向心力方向始终与速度方向垂直。 洛伦兹力总与速度方向垂直,不改变带电粒子的速度大小,所以洛伦兹 力对带电粒子不做功且洛仑兹力大小不变。 洛伦兹力对电荷提供向心力,故只在洛伦兹力的作用下,电荷将作匀速 圆周运动。 二、实验演示: 用Flash演示正电荷和负电荷垂直进入匀强磁场中得运动。 介绍洛伦兹力演示仪: (1)加速电场:作用是改变电子束出射的速度 (2)励磁线圈:作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心匀强磁 场。 实验过程:a、未加入磁场时,观察电子束的轨迹; b、加入磁场时,观察电子束的轨迹;

c 、改变线圈电流方向时,观察电子束的轨迹。 结论:带电粒子垂直进入匀强磁场时,做匀速圆周运动。 提问:若带电粒子是以某个角度进入磁场时,运动轨迹是什么呢? 用Flash 演示带电粒子以某个角度进入磁场时的运动轨迹。 提问:为什么轨迹是螺旋形? 小结:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件: (1)、匀强磁场 (2)、B ⊥V (3)、仅受洛伦兹力或除洛伦兹力外,其它力合力为零. 三、半径与周期 推导过程: 得: 提问: 磁场强度不变,粒子射入的速度增加,轨道半径将 增大 。 粒子射入速度不变,磁场强度增大,轨道半径将 减小 。 .......(1) .. (2) 由(1)(2)可得: 提问:周期与速度、半径有什么关系? 四、应用 例1、匀强磁场中,有两个电子分别以速率v 和2v 沿垂直于磁 场方向运动,哪个电子先回到原来的出发点? 例2、已知两板间距为d ,板间为垂直纸面向内的匀强磁场,带 电粒子以水平速度V 垂直进入磁场中,穿过磁场后偏转角 为30o 。求: (1) 圆心在哪里? (2) 圆心角为多大? (3) 轨道半径是多少? (4) 穿透磁场的时间? 五、作业:P123 1,2,3,4题 r mv Bqv 2=Bq mv r =v r T ?=π2Bq mv r =Bq m T π2=

洛伦兹力测试题及答案

洛伦兹力测试 出题人范志刚 1、一个电子以一定初速度进入一匀强场区(只有电场或只有磁场不计其他作用)并 保持匀速率运动,下列说法正确的是() A.电子速率不变,说明不受场力作用 B.电子速率不变,不可能是进入电场 C.电子可能是进入电场,且在等势面上运动 D.电子一定是进入磁场,且做的圆周运动 2、如图—10所示,正交的电磁场区域中,有 两个质量相同、带同种电荷的带电粒子,电量分别为 q a、q b.它们沿水平方向以相同的速率相对着匀速直线 穿过电磁场区,则() A.它们带负电,且q a>q b. B.它们带负带电,q a<q b C.它们带正电,且q a>q b. D.它们带正电,且q a<q b. . 图-10 3、如图—9所示,带正电的小球穿在绝缘粗糙直杆上, 杆倾角为θ,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场, 小球沿杆向下运动,在a点时动能 为100J,到C点动能为零,而b点恰为a、c的中点, 在此运动过程中() A.小球经b点时动能为50J 图—9 B.小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量 C.小球在ab段克服摩擦所做的功与在bc段克服摩擦所做的功相等 D.小球到C点后可能沿杆向上运动。 4、如图所示,竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面,平面上一个钉子O固定一根 细线,细线的另一端系一带电小球,小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细

线断开,小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法一定错误的是() A.速率变小,半径变小,周期不变 B.速率不变,半径不变,周期不变 C.速率不变,半径变大,周期变大 D.速率不变,半径变小,周期变小 5、如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中() A.运动时间相同 B.运动轨道半径相同 C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同 D.重新回到x轴时距O点的距离相同 6、质量为0.1kg、带电量为×10—8C的质点,置于水平的匀强磁场中,磁感强度的方向为南指向北,大小为.为保持此质量不下落,必须使它沿水平面运动,它的速度方向为_____________,大小为______________。 7、如图—20所示,水平放置的平行金属板A带正电,B带负电,A、B间距离为d.匀强磁场的磁感强度为B,方向垂直纸面向里.今有一带电粒子在A、B间竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动.则带电粒子转动方向为_________时针方向,速率υ=_________.

洛伦兹力基础练习

洛伦兹力基础练习 1、如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与磁针指向平行,能使小磁针的 这束带电粒子可能是( ) 2、 一束几种不同的离子,垂直射入有正交的匀强磁场 B i 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 R,发现这些离子分成几束。如图 .对这些 离子,可得出结论 A 、 它们速度大小不同 B 、它们都是正离子 C 、它们的电荷量不相等 D 、它们的荷质比不相等 3、 如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子,它们在纸面内沿逆时针方向 做匀速圆周运动,其中 1和2为质子的轨迹,3为a 粒子(氦核)的轨迹?三者的轨道半径关 系为R > Ra>讯,并相切于P 点?设v 、a 、T 、F 分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、 周期和所受的洛伦兹力的大小,则下列判断正确的是( ) A. v i > V 2 > v a B . a i > a 2> a a C . T i V T 2V T a D . F i =F 2=F 3 4、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子 从o 点以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成 e 角,则正、负粒子在磁场中 A. 运动时间相同 B. 运动轨迹的半径相同 C. 重新回到边界时速度大小不同方向相同 D. 重新回到边界时与 0点的距离相同 XXXXXXXXXXXX X XX XXXXXXXXX x >rx xxx X /K x x x x X X X X X 江彩缪X X X X 5、圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子 a 、 b 、c,以不同的速率沿着 A0方向 对准圆心0射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是 ( ) A. a 粒子速率最大 B. c 粒子速率最大 C. a 粒子在磁场中运动的时间最长 D.它们做圆周运动的周期 T a VT b VT c N 极转向纸内,那么 A.向右飞行的正离子束 B ?向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D ?向左飞行的负离子束 (不计重力),

人教版物理选修1-1第二章第四节磁场对运动电荷的作用同步训练D卷(考试)

人教版物理选修1-1第二章第四节磁场对运动电荷的作用同步训练D卷(考试)姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题(共15小题) (共15题;共30分) 1. (2分) (2020高二下·大庆月考) 如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内。第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出),一带电小球从x轴上的A点由静止释放,恰好从P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限,然后做匀速圆周运动,从Q点垂直于x轴进入第Ⅰ象限,Q点距O点的距离为d,重力加速度为g。根据以上信息,能求出的物理量有() A . 小球做圆周运动的动能大小 B . 电场强度的大小和方向 C . 小球在第Ⅳ象限运动的时间 D . 磁感应强度大小 【考点】 2. (2分) (2017高二上·福建期末) 两个带电粒子由静止经同一电场加速后垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量之比为1:2.电量之比为1:2,则两带电粒子受洛仑兹力之比为() A . 2:1 B . 1:1 C . 1:2 D . 1:4 【考点】

3. (2分)(2018·杭州模拟) 在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,紧贴边缘内壁放一个圆环形电极,并把它们与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,例如盐水.如果把玻璃皿放在磁场中,如图所示,.通过所学的知识可知,当接通电源后从上向下看() A . 液体将顺时针旋转 B . 液体将逆时针旋转 C . 若仅调换N、S极位置,液体旋转方向不变 D . 若仅调换电源正、负极位置,液体旋转方向不变 【考点】 4. (2分) (2020高二上·吉林期末) 带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以v甲、v乙、v丙速度垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中,其轨迹如图所示,则下列说法正确的是() A . v甲

洛伦兹力的大小和方向参考资料

洛伦兹力的大小、方向及公式 一、单项选择题 1.(09年广东理科基础)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是 ( ) A .洛伦兹力对带电粒子做功 B .洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C .洛伦兹力的大小与速度无关 D .洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 2.有一束电子流沿x 轴正方向高速运动,如图所示,电子流在z 轴上的P 点处所产生的磁场方向是( ) A 、y 轴正方向 B 、y 轴负方向 C 、z 轴正方向 D 、z 轴负方向 3.(泰州市2008届第二学期期初联考)“月球勘探者号”空间探 测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探,在月球重力分布、 取得了新的成果。月球上的磁场极其微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹,可分析月球磁场的强弱分布情况。如图是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时,拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同),设电子速率相同,且与磁场方向垂直,则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是( ) A. ①②③④ B. ①④②③ C. ④③②① D. ③④②① 4.在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动,当它运动到M 点,突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体,碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个?(实线为原轨迹,虚线为碰后轨迹,不计粒子的重力) ( ) 二、双向选择题 5.海南省海口市2010届高三调研测试如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向 飞入横截面为一正方形的匀强磁场区,在从ab 边离开磁场的电子中,下列判断正确的是 ( ) A.从b 点离开的电子速度最大 B.从b 点离开的电子在磁场中运动时间最长 C.从b 点离开的电子速度偏转角最大 D.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合 6.(烟台市2008届第一学期期末考)如图所示,在x 轴上方存在磁感应强度为B 的匀强磁场,一个电子(质量为m ,电荷量为q )从x 轴上的O 点以速度v 斜向上射入磁场中,速度方向与x 轴的夹角为45°并与磁场方向垂直.电子在磁场中运动一段时间后,从x 轴上的P 点射出磁场. 则 ( )

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