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1、电磁场精品习题 第三章 磁场 第一课时 磁场的描述及磁场对电流的作用力一、磁场的描述 1、磁场：（1）磁场是存在 、 和 周围空间的一种特殊形态的物质。（2）磁场的基本性质： 最早揭示磁现象电本质的假设是 假说。（3）磁场是有方向的，我们规定在磁场中任一点小磁针 极受力方向（或者小磁针静止时 极的指向）就是那一点的磁场方向。2磁感应强度B （ 1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的 磁感应强度，用B表示，即 （2）单位： （3）磁感应强度是 ，其方向是 ，不是电流所受磁场力的方向。（4）注意： B是表征 磁场强弱 的

2、物理量，与I、L和F无关，与某点放不放通电导线无关，由磁场本身决定。 B的方向不是和F相同，而是垂直于F。3磁感线（1）特点：a、在磁场中画出一系列有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。磁感线的疏密表示磁场强弱。 b、磁感线不相交，不中断是闭合曲线，在磁体外部从N极出来指向S极，在磁体内部，由S极指向N极。与电场线比较。 C、磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实的存在，不可认为有磁感线的地方才有磁场，没有磁感线的地方没有磁场。（4）安培定则（右手螺旋定则）：直线电流的磁场环形电流的磁场：通电螺线管的磁场：（5）地磁场： (6

3、)匀强磁场：4磁通量：（1）定义：如果在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，那么磁感应强度B与这个面积S的乘积就叫穿过这个面积的磁通量。表达式： =BS 单位：韦伯 Wb。磁感应强度又叫磁通密度 。（2）若平面与磁场不垂直，那么磁通量就等于磁感应强B与该平面在垂直磁感应强度方向的投影面的乘积。=BScosB=/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。1T =1Wb/m2。二、磁场对电流的作用1、安培力（1）安培力是指_磁场对电流的作用力_； （2）安培力的方向用_左手定则 判定；（3）安培力的大小特点：当通电导线与磁场 垂直 时，导线所受安培力最大，Fmax=_BIL_，当通电导线与磁场

4、平行 时，导线所受的安培力最小，Fmin=_0_。（4）安培力的特点：F B、F I 即F B和I决定的平面。说明：A公式对于匀强磁场上式可适用于长直导线，对非匀强磁场上式只适用一小段通电导线。B公式中的L是指通电导体的有效长度。基础训练1关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的 ( ) A磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B小磁针放在通电螺线管内部，由于异名磁极互相吸引，其S极指向螺线管的北极C磁感线是互不相交的闭合曲线D两条磁感线的空隙处不存在磁场2、下列说法正确的是( )A一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度为零B由B可知，磁感强度大小与放入该处的通电导线的IL的乘积

5、成反比 C因为B=，故导线中电流越大，其周围磁感强度越小D磁感强度大小和方向跟放在磁场中通电导线所受力的大小和方向无关3、根据安培的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（）A.带负电带正电 C.不带电无法确定4.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了3

6、0，问当他发现小磁针偏转了60，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）：（ ）A.2I B.3I C. I D.无法确定5、一束带负电粒子沿着水平方向向右飞过磁针正上方， 磁针N极将( )A向纸内偏转 B向纸外偏转 C不动 D无法确定6、当S闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)？7、弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示.下列说法正确的是( )A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将减小B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤

7、示数将增大C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将增大D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将减小8、如图所示，ab是两根靠在一起的平行通电直导线，其中电流分别为Ia和Ib（已知IaIb），电流方向如图。当垂直于a、b所在的平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，导线a恰好能处于平衡状态，则导线b的受力情况与加磁场B以前相比（ ） A、不再受磁场力作用 B、所受磁场力是原来的2倍 C、所受磁场力小于原来的2倍 D、所受磁场力大于原来的2倍9、如图所示，用均匀粗细的电阻丝折成平面三角形框架，三边的长度分别为3L、4L和5L，电阻丝L的长度的电阻为r，框架与一电动势为E、内阻为r的电源相连接，

8、垂直于框架平面有磁感强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为 ，方向是 10如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面夹为，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为，定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？11、在倾角为30的斜面上，固定一金属框，宽=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池。垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数。整个装置放在磁感应强度B=0.8T，垂直框面向上的匀强磁场中（如图所示）。当调节滑动变阻器R的阻值在什么

9、范围内时，可使金属棒静止在框架上？（框架与棒的电阻不计，g取10m/s2）12、有两个相同的电阻都为9 的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直平面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B0.87 T的匀强磁场，两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 的电源，连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g、电阻为1.5 的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为60，取重力加速度g10 m/s2，试求此电源电动势E的大小.13、如图所示

10、，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F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是() A弹簧长度将变长 B弹簧长度将变短 CF1F2 DF10、0x0、xa的区域有垂直纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B.在O点处有一小孔，一束质量为m、带电荷量为q(q0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平的荧光屏上，使荧光屏发亮.入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各数值.已知速度最大的粒子在0xa的区域中运动的时间之比为25，在磁场中运动的总时间为7T

11、/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期.试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响). 6、下图是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A 1 A 2的右侧区域，磁感应强度B0.4 T，方向垂直纸面向外，A1A 2与垂直截面上的水平线夹角为45.在A1A2左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距L0.2 m，在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L.在小孔处装一个电子快门.起初快门开启，一旦有带正电微粒刚通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T3.0103 s开启一次并瞬间关闭

12、，从S1S2之间的某一位置水平发射的一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔.通过小孔的微粒与挡板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍.(1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？(2)求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间.(忽略微粒所受重力影响，碰撞过程中无电荷转移.已知微粒的荷质比1.0103 C/kg.只考虑纸面上带电微粒的运动)7.在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以v沿x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的

13、交点C处沿y方向飞出。请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m。若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B，该粒子从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了600，求磁感应强度为多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？8、如图所示，一个质量为m，电荷量大小为q的带电微粒(忽略重力)，与水平方向成45射入宽度为d、磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场中，若使粒子不从磁场MN边界射出，粒子的初速度大小应为多少？ 9、如下图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B = 0.60T。磁场内有一块足够大的平面感光平板ab

14、，板面与磁场方向平行。在距ab的距离为l = 10cm处，有一个点状的放射源S，它仅在纸平面内向各个方向均匀地发射粒子。设放射源每秒发射n = 3.0104个粒子，每个粒子的速度都是v = 6.0106m/s。已知粒子的电荷与质量之比C/kg。求每分钟有多少个粒子打中ab感光平板？ 第三课时 带电粒子在复合场中的运动一、知识与方法1 三种场力的特点大小方向做功特点注意点重力始终为mg始终竖直向下与路径无关，与竖直高度差有关，WG=mgh（1）基本粒子可不计重力（2）带电粒子在电场中一定受电场力，而只有运动的电荷才有可能受洛伦兹力作用电场力F=qE与场强方向非同即反与路径无关，与始终位置的电势差

15、有关，W电=qUAB洛伦兹力F洛=qvBSin垂直于速度和磁感应强度的平面无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功2 解决问题的基本观点：（1） 动力学观点：牛顿三大定律和运动学规律（2） 能量观点：动能定理和能量守恒定律2、基础训练1、在平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强磁场和匀强电场。 粒子以速度v0从两板的正中央垂直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答案有： （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v0从两板的正中央垂直电场方向和磁场方向射入时，质子将（ ）（2）若电子以速度v0从两板的正中央垂直电场方向和

16、磁场方向射入时，电子将（ ）（3）若质子以大于v0速度从两板的正中央垂直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v0从两板的正中央垂直电场方向和磁场方向射入时，电子将（ ）2、一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_，旋转方向为_。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_。3、在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场

17、，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示.不计重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.4、如图所示，匀强电场的场强E4Vm，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直于纸面向里。一个质量m=1g、带正电的小物体A从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行h=08m到N点时离开壁做曲线运动，运动到P点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平方向成45，设P与M的高度差H=1.6m.求：(1)A沿壁下滑过程中摩擦力做的功；(2)P与M的水平距离S.(g取

18、10ms2) 5、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图所示，表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压.如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为A. B. C. D. 6、如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出求：（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；（2）

19、设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增量，加速到上述能量所需回旋周数是多少；（3）加速到上述能量所需时间为多少 （）垂直纸面向里，；（）；（）7、竖直的平行金属平板A、B相距为d，板长为L，板间的电压为U，垂直于纸面向里、磁感应强度为B的磁场只分布在两板之间，如图所示.带电荷量为q、质量为m的油滴从正上方下落并在两板中央进入板内空间.已知刚进入时电场力大小等于磁场力大小，最后油滴从板的下端点离开，求油滴离开场区时速度的大小. 8、为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端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

20、、c，左右两端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U若用Q表示污水流量 (单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是 ( B )A若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高B前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D污水流量Q与电压U成正比，与a、b有关9、如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放

21、.M、N为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（ ）A.两个小球到达轨道最低点的速度vMFN C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处10、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，第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m、电量为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，带电质点恰好能做匀速圆周运动，之后经过y轴上y=2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。解：（1）质点从P1到P2，由平抛运动规律求出方向与x轴负方向成45角 （2）质点从P2到P3，重力与电场力平衡，洛仑兹力提供向心力Eq=mg解得 （3）质点进入第四象限，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动。当竖直方向的速度减小到0。此时质点速度最小，即v在水平方向的分量方向沿x轴正方向。