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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,磁场,专项练习,易错排查练,1.,如图所示,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,若环形导体通有图示方向的电流,I,则环形导体的运动情况是,(,),B,A.,向右偏转,B.,静止,C.,从上向下看逆时针转动,D.,从上向下看顺时针转动,解析,:,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,.,易错总结,:,误将匀强磁场等效于条形磁铁的磁场,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,再确定其运动状态变化情况,.,AD,A.,动能增加的是氚核,B.,动能增加的是氕核,C.,偏向正极板的是氚核,D.,偏向正极板的是氕核,易错总结,:,速度选择器选择的是速度,与其他因素无关,洛伦兹力不做功,但可以使带电粒子偏转,使电场力对带电粒子做功,.,3.,均匀分布着等量异种电荷的半径相等的半圆形绝缘杆被正对着固定在同一平面上,如图所示,.AB,是两种绝缘杆所在圆圆心连线的中垂线而且与二者共面,该平面与纸面平行,有一磁场方向垂直于纸面,一带电粒子,(,重力不计,),以初速度,v,0,一直沿直线,AB,运动,.,则,(,),A.,磁场是匀强磁场,B.,磁场是非匀强磁场,C.,带电粒子做匀变速直线运动,D.,带电粒子做变加速运动,B,解析,:,由对称性知直线,AB,上的电场方向与,AB,垂直,又由两绝缘杆的形状及库仑定律知,AB,上的电场并非处处相等,.,在,AB,上的每一点,由平衡条件知,qE,=,qvB,故知磁场为非匀强磁场,带电粒子做匀速直线运动,.,故选项,B,正确,.,易错总结,:,在洛伦兹力参与下的直线运动是匀速直线运动,因此合力为零,即电场力和洛伦兹力等大反向,由于分析不出直线,AB,上电场强度的特点,因此不能正确获得磁场的分布特点,.,4,.(2016,吉林长春调研,)(,多选,),如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管固定于竖直平面内,半径为,R(,比细圆管的内径大得多,).,在圆管的最低点有一个直径略小于细圆管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为,m,带电荷量为,q,重力加速度为,g.,空间存在一磁感应强度大小未知,(,不为零,),方向垂直于环形细圆管所在平面向里的匀强磁场,.,某时刻,给小球一方向水平向右、大小为,v,0,=,的初速度,则以下判断正确的是,(,),BC,A.,无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用,B.,无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形,细圆管的最高点,且在最高点一定受到管壁的弹力作用,C.,无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且到达最高点时的速度大小都相同,D.,小球从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,水平方向分速度的大小一直减小,易错总结,:,由于受思维定势的影响,误认为在最低点小球一定受管壁的弹力作用,.,5.,如图所示,在第,象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为,E,在第,象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等,.,有一个带电粒子以垂直于,x,轴的初速度,v,0,从,x,轴上的,P,点进入匀强电场中,并且恰好与,y,轴的正方向成,45,角进入磁场,又恰好垂直进入第,象限的磁场,.,已知,OP,之间的距离为,d,则带电粒子在磁场中第二次经过,x,轴时,在电场和磁场中运动的总时间为,(,),D,易错总结,:,带电粒子在匀强磁场中的速度易错用成,v,0,.,6.,如图所示,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为,y,轴正方向,磁场方向垂直于,xOy,平面,(,纸面,),向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样,.,一带正电荷的粒子从,P(0,h),点以一定的速度平行于,x,轴正向入射,.,这时若只有磁场,粒子将做半径为,R,0,的圆周运动,;,若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动,.,现在只加电场,当粒子从,P,点运动到,x=R,0,平面,(,图中虚线所示,),时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与,x,轴交于,M,点,不计重力,求,:,(1),粒子到达,x=R,0,平面时的速度方向与,x,轴的夹角以及粒子到,x,轴的距离,;,(2)M,点的横坐标,x,M,.,易错总结,:,电场和磁场共存时粒子做匀速直线运动,只有电场时粒子做类平抛运动,只有磁场时粒子做匀速圆周运动,此题的关键在于类平抛运动的研究及几何关系的应用,.,7.,如图,(,甲,),所示,在真空中,有一半径为,R,的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,.,在磁场右侧有一对平行金属板,M,和,N,两板间距为,R,板长为,2R,板间的中心线,O,1,O,2,与磁场的圆心,O,在同一直线上,.,有一电荷量为,q,、质量为,m,的带正电的粒子以速度,v,0,从圆周上的,a,点沿垂直于半径,OO,1,并指向圆心,O,的方向进入磁场,当从圆周上的,O,1,点水平飞出磁场时,给,M,N,两板加上如图,(,乙,),所示的电压,最后粒子刚好以平行于,N,板的速度从,N,板的边缘飞出,.(,不计粒子所受到的重力、两板正对面之间为匀强电场,边缘电场不计,),(1),求磁场的磁感应强度,B;,(2),求交变电压的周期,T,和电压,U,0,的值,;,(3),当,t=,时,该粒子从,M,N,板右侧沿板的中心线仍以速度,v,0,射入,M,N,之间,求粒子从磁场中射出的点到,a,点的距离,.,答案：,(3)2R,易错总结,:,带电粒子在匀强电场中偏转的运动是类平抛运动,解此类题目的关键是将运动分解成两个简单的直线运动,题中沿电场方向的分运动就是,“,受周期性变化的力作用下的加速运动,”,.,热点强化练,热点一导体棒的平衡与运动,AD,1,.(,多选,),如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为,.,质量为,m,、长为,L,的金属杆,ab,垂直导轨放置,整个装置处于垂直,ab,方向的匀强磁场中,当金属杆,ab,中通有从,a,到,b,的恒定电流,I,时,金属杆,ab,保持静止,.,则磁感应强度的方向和大小可能为,(,),2.,如图所示,“,”,形硬质导线,ab,质量为,m,横向长度为,L.,处在水平方向的匀强磁场中,磁感应强度为,B,方向垂直纸面向里,.,下端分别插在两只水银槽里,插入水银中的深度都是,h,两水银槽通过导线与电源连接,如图所示,.,开关,S,闭合瞬间导线跳起,导线的下端离开水银面的高度为,h.,求闭合开关,S,后通过导线的电荷量,.,答案,:,3,.(2016,海南海口调研,)(,多选,),如图所示,在正方形区域,abcd,内有沿水平方向、垂直纸面向里的匀强磁场,一个带电荷量为,q,的离子垂直于直线,EF,自,O,点沿箭头方向射出,.,当离子运动到,F,点时,突然吸收了若干个电子,接着沿另一圆轨道运动到,E,点,.,已知,OF=OE,电子的电荷量为,e,离子吸收电子时不影响离子的速度,电子质量不计,.,下列说法正确的是,(,),BD,热点二带电粒子在磁场中的圆周运动,4,.(2016,辽宁大连模拟,)(,多选,),如图所示,在一半径为,r,的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为,B,ab,为一直径,在磁场的边界上,b,点处放置一个粒子源,可以向磁场内的各个方向发射质量均为,m,和电荷量均为,q(q,0),的粒子,粒子进入磁场的速度大小均相同,发现圆形磁场边界上有六分之一的区域有粒子射出,.,则下列说法正确的是,(,),BC,5,.(2016,吉林调研,),如图所示,在屏蔽装置底部中心位置,O,点放一医用放射源,可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为,v=3.2,10,6,m/s,的,粒子,.,已知屏蔽装置宽,AB=9 cm,、缝长,AD=18,cm,粒子的质量,m=6.64,10,-27,kg,电荷量,q=3.2,10,-19,C.,若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射,磁感应强度,B=0.332 T,方向垂直于纸面向里,整个装置放于真空环境中,.,(1),若所有的,粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出,则磁场的宽度至少是多少,?,答案,:,(1)0.34 m,(2),若条形磁场的宽度,d=20 cm,则射出屏蔽装置的,粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少,?(,结果保留两位有效数字,),答案,:,(2)2.0,10,-7,s,6.5,10,-8,s,热点三带电粒子在复合场中的运动,6.,质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场,.,如图所示为质谱仪的原理图,.,设想有一个静止的质量为,m,、带电荷量为,q,的带电粒子,(,不计重力,),经电压为,U,的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为,B,的偏转磁场中,带电粒子打到底片上的,P,点,设,OP=x,则在下图中能正确反映,x,与,U,之间的函数关系的是,(,),B,7.,如图所示,真空中有以,(r,0),为圆心、,r,为半径的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为,B,方向垂直于纸面向里,在,y=r,的虚线上部足够大的范围内,有水平向左的场强为,E,的匀强电场,.,从,O,点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中偏转的半径也为,r.,已知质子的电荷量为,q,质量为,m,不计重力、质子间的相互作用力和阻力,.,求,:,(1),质子射入磁场时速度的大小,;,答案,:,见解析,(2),沿,x,轴正方向射入磁场的质子,到达,y,轴所需的时间,;,答案,:,见解析,(3),与,x,轴正方向成,30,角,(,如图中所示,),射入的质子,到达,y,轴的位置坐标,.,答案,:,见解析,
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