备战高考物理选修31第三章磁场磁感应强度(含解析)
2019备战高考物理选修3-1-第三章磁场-磁感应强度（含解析）
一、单选题
1.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F ，则不可以用表示磁感应强度B的是()
A. B.
C. D.
2.在xOy坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内（如图所示），此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场。已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向（）
A.沿x轴正方向
B.沿x轴负方向
C.沿y轴正方向
D.沿y轴负方向
3.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（）
A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大
B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向
C.放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
4.某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是()
A.在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场
B.在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场
C.在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场
D.在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场
5.关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（）
A.磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向
B.磁感线的疏密表示磁感应强度的大小
C.匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行
D.磁感应强度是只有大小、没有方向的标量
6.由磁感应强度的定义式B= 可知（）
A.磁感应强度与安培力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比
B.磁感应强度的方向与F的方向相同
C.因为B= ，故导线中电流越大，其周围磁感应强度一定越小
D.磁感应强度大小跟放在磁场中通电导线所受力的大小无关
7.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，对磁场认识正确的是（）
A.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致
B.磁感线有可能出现相交的情况
C.磁感线总是由N极出发指向S极
D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零
8.关于磁感强度，下列说法中正确的是（）
A.磁感强度的大小反映了磁场的强弱，磁感强度是标量
B.磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量
C.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向
D.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的反方向
9.如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是（）
A. B. C.
D.
10.如图甲所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B ，在计算机屏幕上显示的大致图象是图乙中的()
A. B
B.
C.
11.用比值法定义物理量是物理学中一种重要的思想方法，下列物理量的表达式不属于用比值法定义的是（）
A.磁感应强度B=
B.电阻R=
C.磁通密度B=
D.电场
强度E=
12.如图所示的通电螺线管内部a及管外b、c、d四个位置，磁感强度最大的位置是（）
A.a处
B.b处
C.c
处 D.d处
二、多选题
13.关于磁场中某点的磁感应强度方向，下列说法中正确的是（）
A.磁感应强度的方向就是自由转动的小磁针静止时N极的指向
B.磁感应强度的方向就是小磁针N极在该点的受力方向
C.磁感应强度的方向就是一小段通电直导线在该点的受力方向
D.磁感应强度的方向就是磁感线在该点的切线方向
14.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是（）
A. B. C. D.
15.如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是（）
A.在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针
B.在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针
C.在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针
D.在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为逆时针
16.在物理学中，常用比值法定义物理量，例如用来定义电场强度，下列也采用比值法定义，且定义式正确的物理量是（）
A.电容器的电容号
B.磁感应强度
C.电场强度与电势差的关系式
D.导体的电阻
17.由磁感应强度公式可知，磁场中某处的磁感应强度的大小
A.随通电导线中的电流I的减小而增大
B.此式只是B的定义式不是决定式，所以值是固定的
C.随通电导线所受磁场力F的增大而增大
D.跟F、I、L的变化无关
18.如图所示，四面体OABC处在沿Ox方向的匀强磁场中，下列关于磁场穿过各个面的磁通量的说法中正确的是（）
A.穿过AOB面的磁通量为零
B.穿过ABC面和BOC面的磁通量相等
C.穿过AOC面的磁通量为零
D.穿过ABC面的磁通量大于穿过BOC 面的磁通量
三、填空题
19.一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的安培力为4×10－3 N，则导线中的电流是________A；若将导线中的电流减小0.05 A，则该处的磁感应强度为________ T。
20.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0．8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0．5 m2，B 与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边绕过60°时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为________；当线圈再绕ad边转过30°时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为________。
21.一根长为0.2m的通电直导线放在一匀强磁场中，导线与磁场垂直，导线中的电流为0.5A，测得它受到的磁场力为0.08N，则磁场的磁感应强度为________T；若将导线中的电流减小到0.05A，那么该磁场的磁感应强度为________T．
22.匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到6.0×10-2N的磁场力，则磁场的磁感应强度是________T；当通过1.5A的电流时，磁场的磁感应强度是________T。
23.如图，相距L的两平行导轨间有一匀强磁场，长直导体杆ab与平行导轨成某一角度架在导轨上，a、b两点为导体杆与两导轨的接触点，ab两点间距离为d．导体杆内通以恒定电流I，导体杆受到的磁场力为F．则磁感应强度B=________．磁感应强度B的大小通常也叫做________．
四、解答题
24.如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度B＝1 T水平向右的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四点，已知a点的实际磁感应强度为零，则b、c、d三点的磁感应强度分别是多少？方向如何？
25.在实验“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”中，我们得到了磁感应强度B与磁传感器插入线圈的长度d的关系，请你在图中画出实验结果图线的大致形状．
五、综合题
26.如图所示，有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，磁感应强度B＝0．8 T，圆心为O，半径为1．0 cm。现在纸面内先后放上A、B、C三个圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1．0 cm；B线圈半径为2．0 cm；C线圈半径为0．5 cm。问：
（1）若磁场方向不变，在B减为0．4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？
（2）若磁感应强度大小不变，在磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少？
27.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10－2 N。问：
（1）这个位置的磁感应强度是多大？
（2）如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？
（3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】当通电导线垂直于磁场方向时，才可以用表示磁感应强度，只有D不符合要求。
故选D
【分析】当通电导线垂直于磁场方向时，才可以用表示磁感应强度。
2.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】由a点的磁感应强度最大可知，匀强磁场的方向与圆心处电流在a点的磁
场方向相同，由安培定则可知，则此匀强磁场的方向沿y轴负方向
故选D
【点评】容易题。注意磁感应强度是矢量，求和用平行四边形法则。
3.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，比值与磁场力及电流元均无关，电流元所受磁场力的方向是由左手定则来确定。
A、由知，只有当通电导线垂直放入磁场中时，受磁场力大的地方，磁感应强度才一定大；错误
B、磁感线的指向与磁感应强度大小变化无关；错误
C、由知，放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小不一定相同；错误
D、磁感应强度的大小和方向由磁场本身的性质决定，跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关；正确。
故选D。
【点评】注意是磁感应强度的定义式，磁感应强度的大小和方向与F、IL无关。
4.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A、B正确；
把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C 正确，D错误。
故选D
【分析】放入电场中的电荷始终受到电场力，放入磁场中的通电直导线，只有当电流方向与磁场不平行时才受到磁场力的作用。
5.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】磁感强度为矢量，既有大小又有方向，故选D。
【点评】难度较小，明确磁感强度的矢量性。
6.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】解：A、由B= ，可知，是通过比值定义，所以B与F，与IL均无关，而B由磁场本身性质决定．故A不符合题意；
B、根据左手定则，感应强度B的方向与磁场力的方向垂直，故B不符合题意．
C、由B= ，可知，是通过比值定义，所以B与F，与IL均无关，故C不符合题意；
D、磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向，由磁场本身决定，跟放在磁场中通电导线所受力的大小无关．故D符合题意；
故答案为：D
【分析】需要注意的是，是磁场B的定义式，并不是磁场B的决定式，故可以通过此公式求解磁场B，但是不能用来分析影响磁场的因素。
7.【答案】A
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】磁感线都是闭合曲线，在磁体外部从N极到S极，在磁体内部从S极到N 极，不相交、不相切；磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场方向，也就是小磁针N 极受力的方向或小磁针静止时N极所指的方向；磁场的强弱是由磁场本身决定的，与磁场中是否放入通电导线、导线放置的位置无关。
A、磁场中某点磁场的方向为小磁针N极受力的方向或小磁针静止时N极所指的方向；正确
B、磁感线不相交、不相切；错误
C、在磁体外部磁感线是由N极出发指向S极，内部是由SN极指向N极；错误
D、若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，可能是导线与磁场平行；错误
故选A。
【点评】磁感应强度是描述磁场的物理量，由场本身的情况决定，与导线长度、电流大小等无关。
8.【答案】B
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】AB、磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，可以用平行四边形定则求矢量和；A错误B正确
CD、磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受作用力的方向互相垂直；错误
故选B
【点评】磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量，磁场的方向是该点放置的小磁针静止时N极所指方向，也可以用电导线受到的安培力的方向来判断磁场的方向。
9.【答案】C
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】解：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，
再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小可知，
因为ab线段的长度大于通电螺线管的长度，由条形磁铁磁感线的分布，可知应该选C，如果ab线段的长度小于通电螺线管的长度，则应该选B．
由于足够长的直线ab，故C选项正确，ABD错误；
故选：C
【分析】通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，根据磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小．
10.【答案】C
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】通电螺线管外部中间处的磁感强度最小，两极最大。
故选C
【分析】通电螺线管外部中间处的磁感强度最小，两极最大。
11.【答案】D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中导线长度和电流的大小无关，磁感应强度B=F/IL采用的是比值定义法。电阻R由本身的性质决定，与U和I无关，电阻R＝U/I采用的是比值定义法。磁感应强度的大小由磁场本身决定，与磁通量和面积的无关，磁通密度B=φ/S采用的是比值定义法。在电场强度的表达式E=kq/r2中，E随场源电荷q的增大而增大，随r增大而减小，该表达式不是比值定义法。本题选不属于用比值法定义的，
故答案为：D。
【分析】磁感应强度B、电阻R、磁通密度B都是通过比值进行定义的，故只能用来求解，不能分析决定的因素。
12.【答案】A
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】磁感线是闭合的曲线，通电螺线管内部磁感线最密，所以磁感强度最大的位置是a处，A正确。故选A。
【点评】解决本题的关键掌握判断磁通量大小的方法，一是根据穿过线圈磁感线的条数来定性判断，二是根据公式来判断
二、多选题
13.【答案】A,B,D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】解：A、磁场中某点可自由转动的小磁针，静止时北极的指向就是该点磁感应强度方向．A符合题意；
B、小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向．B符合题意；
C、根据左手定则，某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向垂直，C不符合题意；
D、根据磁感线的特点可知，磁感应强度的方向就是磁感线在该点的切线方向，D符合题意；
故答案为：ABD
【分析】磁感应强度在磁感线切线方向，但空间中看不到磁感线，故需借助小磁针的N极指向即N极受力方向来定义，ABD均符合题意.
14.【答案】A,C
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B，由图知AC正确。【分析】利用计算时，安培力，磁感应强度，导体电流方向必须两两垂直。
15.【答案】B,D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】解：根据B﹣t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，由法拉第电磁感
应定律：E= 各段时间内的电流为定值，且大小相等．
A、在第1s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向；感应电流是恒定的，故A 错误；
B、在第2s内，由楞次定律知，感应电流的方向为顺时针方向；感应电流是恒定的，故B 正确；
C、在第3s内，由楞次定律知，感应电流的方向为顺时针方向；感应电流是恒定的，故C 错误；
D、在第4s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向；感应电流是恒定的，故D 正确；
故选：BD
【分析】在B﹣t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的；由法拉第电磁感应定律可得出感应电动势大小恒定；由楞次定律可得出电流的方向．
16.【答案】A,B
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】A.电容与电压、电荷量无关，该式属于比值定义法，A符合题意。
B.磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，此式运用的是比值定义法。B符合题意。
C.这个公式是匀强电场的场强公式，比如平行班电容器间的电场，如果加大板间电压，但是板间距不变的话，电场强度肯定是变大的，同样电压不变，减小板间距也同样会增大场强。所以不是比值定义法，C不符合题意。
D.公式表明导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，公式不属于定义式，是电阻定律的表达式，D不符合题意。
故答案为：AB.
【分析】通过比值定义法定义的公式，可以用来求解物理量，但是不能决定该物理量。17.【答案】B,D
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】磁感应强度B的定义式，是比值定义法，磁感应强度B与F、IL 无关，由磁场本身决定，所以值是固定的，AC不符合题意，BD符合题意；
故答案为：BD
【分析】该公式并不是磁感应强度的决定式，只能用来求解磁感应强度，不能用来分析磁感应强度的决定因素。
18.【答案】A,B,C
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】匀强磁场沿Ox方向没有磁感线穿过AOB面及AOC面，所以磁通量为零，A，C正确；在穿过ABC面时，磁场方向和ABC面不垂直，则ABC面在垂直于磁感线方向上的投影就是BOC面，所以穿过BOC面、ABC面的磁通量相等，B正确，D错误。故答案为：ABC【分析】寻找各面在与磁感应强度方向垂直的平面的投影即可。
三、填空题
19.【答案】0.05；0.4
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】根据B＝，得I＝＝A＝0.05 A。当将导线中的电流减小0.05 A时，该处的磁感应强度仍为0.4 T，与导线中的电流及受力无关。【分析】由磁感应强
度定义式：可得该点磁感应强度大小，与该点是否有电流原，是否收到安培力无关。
20.【答案】0．2Wb；0；0；0．2Wb
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】图示位置的磁通量Φ1＝B ＝0．2 Wb。当线圈从图示位置绕ad边转过
60°时，线圈垂直磁场方向的面积S⊥＝Scos 60°＝，线圈恰好都进入磁场区域，Φ2＝BS⊥＝0．2 Wb，则ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝0；当线圈再绕ad边转过30°时，线圈与磁场方向平行，Φ3＝0，此过程中磁通量的改变量为ΔΦ2＝|Φ3－Φ2|＝0．2 Wb。【分析】计算磁通量需寻找实际线圈面积在中性面的投影，并注意从某一面穿过的磁感线所计算的磁通量为正的话，从另一面穿过的磁通量为负，计算变化量时需代数运算：末状态磁通量与初状态磁通量之差。
21.【答案】0.8；0.8
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】解：因磁场和电流相互垂直，则根据磁感应强度的定义可知：B= =
=0.8T；
磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，电流强度减小为0.05A，则该磁场的磁感应强度仍为0.8T，
故答案为：0.8；0.8．
【分析】由题意可知B⊥L，故根据磁感应强度的定义B= 即可求得磁感应强度大小，注意磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关．
22.【答案】0.1；0.1
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】根据,当通过1.5A的电流时，磁场的磁感应强度仍然是0.1T。
【分析】考查磁感应强度的定义，由F=BIL可求出磁感应强度，同时磁感应强度由本身性质决定，与放入导线电流大小无关。
23.【答案】；磁通量密度
【考点】磁感应强度
【解析】【解答】解：通电导体杆所受的磁场力为F=BId，可得B= ．磁感应强度B的大小通常也叫做磁通量密度．
故答案为：，磁通量密度．
【分析】通电导体杆与匀强磁场垂直，所受的磁场力可由公式F=BIL研究，L是有效的长度，由此式变形求解磁感应强度B，磁感应强度B的大小通常也叫做磁通量密度．
四、解答题
24.【答案】解:a、b、c、d各点的磁场均为匀强磁场与电流的磁场的叠加，并且电流在这四点所产生的磁感应强度B′大小相等，由于B a＝0，则B′＝B＝1 T，则由安培定则可知，导线中电流方向向外，则在b、c、d点电流的磁场的磁感应强度如图所示。
B b＝B＝T，θ＝45°，即B b与水平方向成45°角斜向右上方
B c＝B′＋B＝2 T，方向水平向右
B d＝B＝T，α＝45°，即B d与水平方向成45°角斜向右下方
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】根据安培定则判断通电直导线周围磁感应强度的分布，再与原磁场矢量合成即可。
25.【答案】
【考点】磁感应强度
【解析】解答：解：从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，
则B﹣d图象的大致形状如图所示．
分析：从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，分析各图示，找出符合螺线管实际的图象．
五、综合题
26.【答案】（1）解:A线圈半径为1．0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2．0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈的磁感线的条数相等，故穿过A、B线圈的磁通量改变量相等。设圆形磁场区域的半径为R，
磁通量的改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝ΔBπR2＝（0．8－0．4）×3．14×（10－2）2 Wb＝1．256×10－4 Wb
（2）解:原图中线圈平面与磁场方向垂直，线圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ1＝0°；当磁场方向转过30°时，线圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ2＝30°
对线圈C：设C的半径为r，则Φ1＝Bπr2cosθ1，Φ2＝Bπr2cosθ2
磁通量的改变量为：
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝Bπr2（cos0°－cos30°）≈0．8×3．14×（5×10－3）2×（1－0．866）Wb≈8．4×10－6 Wb
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】磁通量需看包围磁感线的有效面积，与总面积无关，虽然B总面积大，但真正的有效面积与A相同，磁通量也一样。当线圈转动，有效面积为实际面积在中性面的投影，。
27.【答案】（1）解：由磁感应强度的定义式得B＝T＝2 T
（2）解：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度为2 T。
（3）解：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：⊥该处没有磁场；⊥该处有磁场，但通电导线与磁场平行。
【考点】磁感应强度
【解析】【分析】公式仅是磁感应强度大小的定义式，可以利用与磁感应强度垂直的电流原受力计算该点磁感应强度大小，不能说B与F成正比或与IL成反比，此处的磁感应强度大小是由磁体来决定的，与在该点有无电流源有无受力无关。
高中物理选修3-1磁场知识点及习题知识讲解
一、 磁场 知识要点 1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特）。 安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。） ⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁感应强度 IL F B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2 ) 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。 在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BS sinα。 地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场
最新大学物理活页作业答案及解析((全套))
1.质点运动学单元练习（一）答案 1．B 2．D 3．D 4．B 5．3.0m ；5.0m （提示：首先分析质点的运动规律，在t <2.0s 时质点沿x 轴正方向运动；在t =2.0s 时质点的速率为零；，在t >2.0s 时质点沿x 轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。） 6．135m （提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。） 7．解：（1）)()2(22 SI j t i t r -+= )(21m j i r += )(242m j i r -= )(3212m j i r r r -=-=? )/(32s m j i t r v -=??= （2）)(22SI j t i dt r d v -== )(2SI j dt v d a -== )/(422s m j i v -= )/(222--=s m j a 8．解： t A tdt A adt v t o t o ωω-=ωω-== ?? sin cos 2
t A tdt A A vdt A x t o t o ω=ωω-=+=??cos sin 9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω s rad /1027.73600 *62 /5-?=π= ω s m t h dt ds v /1094.1cos 3 2 -?=ωω== （2）当旗杆与投影等长时，4/π=ωt h s t 0.31008.144=?=ω π = 10．解： ky y v v t y y v t dv a -==== d d d d d d d -k =y v d v / d y ??+=- =-C v ky v v y ky 2 22 121, d d 已知y =y o ，v =v o 则2020 2 121ky v C --= )(22 22y y k v v o o -+=
大学物理试题库及答案详解【考试必备】
第一章 质点运动学 1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v,t 至(t ＋Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ｜r ｜),平均速度为v ,平均速率为v ． (1) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜Δr ｜= Δs = Δr (B) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d s ≠ d r (C) ｜Δr ｜≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r ≠ d s (D) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜v ｜= v ,｜v ｜= v (B) ｜v ｜≠v ,｜v ｜≠ v (C) ｜v ｜= v ,｜v ｜≠ v (D) ｜v ｜≠v ,｜v ｜= v 分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr ｜＝PP ′,而Δr ＝｜r ｜-｜r ｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有｜d r ｜＝d s ,但却不等于d r ．故选(B)． (2) 由于｜Δr ｜≠Δs ,故t s t ΔΔΔΔ≠r ,即｜v ｜≠v ． 但由于｜d r ｜＝d s ,故t s t d d d d =r ,即｜v ｜＝v ．由此可见,应选(C)． 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即 (1)t r d d ； (2)t d d r ； (3)t s d d ； (4)2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x ． 下述判断正确的是( ) (A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确
(完整版)2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《磁场》.doc
磁场 1．【 2017·江苏卷】如图所示，两个单匝线圈a、 b 的半径分别为r 和2r ．圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合，则穿过a、 b 两线圈的磁通量之比为 （A）1:1 （ B）1:2 （ C）1:4 （ D）4:1 【答案】 A 【考点定位】磁通量 【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中 S 的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直 面积． 2．【2017 ·新课标Ⅰ卷】如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与 纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、 b、 c 电荷量相等，质量分别 为m a、 m b、 m c。已知在该区域内， a 在纸面内做匀速圆周运动， b 在纸面内向右做匀速直线运动， c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是 A．m a m b m c B．m b m a m c C．m c m a m b D．m c m b m a 【答案】 B 【解析】由题意知，m a g=qE， m b g=qE+Bqv， m c g+Bqv=qE，所以m b m a m c，故 B 正确，ACD 错误。 【考点定位】带电粒子在复合场中的运动
【名师点睛】三种场力同时存在，做匀速圆周运动的条件是m a g=qE，两个匀速直线运动， 合外力为零，重点是洛伦兹力的方向判断。 3．【 2017·新课标Ⅲ卷】如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l 。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离均为l 的 a 点处的磁感应强度为零。如果让P 中的电流反向、其 他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小为 A．0 3 2 3 0 B．B0 C．B0 D． 2B 3 3 【答案】 C 【考点定位】磁场叠加、安培定则 【名师点睛】本题关键为利用安培定则判断磁场的方向，在根据几何关系进行磁场的叠加和 计算。 4．【 2017·新课标Ⅰ卷】如图，三根相互平行的固定长直导线L1、 L2和 L3两两等距，均通 有电流， L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是
高二物理选修3-1磁场讲义汇总
磁场 第一节我们周围的磁现象 知识点回顾： 1、地磁场 （1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。 （3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。 2、磁性材料 （1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。 （2）按材料所含化学成分划分可分为和。 （3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。 （4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。 知识点1：磁现象 一切与磁有关的现象都可称为磁现象。磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为： （1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力； （2）利用磁体对通电线圈的作用力； （3）利用磁化现象记录信息。 知识点2：地磁场（重点） 地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。 地磁场具有这样的特点： （1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近； （2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱； （3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）拓展： 地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。 并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性 知识点3：磁性材料 磁性材料一般指铁磁性物质。按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。 易忽略点：怎样区分磁性材料 如何判断给定的物体是采用硬磁性材料还是软磁性材料是学习中容易出错的地方。解决此类问题关键有两点： 1、明确所给物体的功能和原理； 2、熟悉这两种磁性材料的特点。
高中物理选修3-1知识点归纳(完美版)学习资料
物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e ＝1.60×10-19 C ）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F K Q Q r =12 2 （真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； k:静电力常量k ＝9.0×109 N ?m 2 /C 2 ；Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)； 作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E F q =（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q ：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E KQ r =2 ｛r ：源电荷到该位置的距离（m ），Q ：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强AB U E d = ｛U AB :AB 两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F ＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB ＝φA -φB ，U AB ＝W AB /q ＝q P E Δ 减 8.电场力做功：W AB ＝qU AB ＝qEd ＝ΔE P 减｛W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减 ：带电体由A 到B 时势能的减少量｝ 9.电势能：E PA ＝q φA ｛E PA :带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA :A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔE P 减＝E PA -E PB ｛带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P 减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C ＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd ＝（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo ＝0)：W ＝ΔE K 增或2 2 mVt qU ＝ 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ： 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：d U E ＝ 垂直电场方向:匀速直线运动L ＝V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d ＝， F qE qU a m m m ＝＝＝ 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷 的总量平分；
大学物理课后习题答案详解
第一章质点运动学 1、(习题1.1)：一质点在xOy 平面内运动，运动函数为2 x =2t,y =4t 8-。（1）求质点的轨道方程；（2）求t =1 s t =2 s 和时质点的位置、速度和加速度。 解：（1）由x=2t 得， y=4t 2-8 可得： y=x 2 -8 即轨道曲线 （2）质点的位置 ： 2 2(48)r ti t j =+- 由d /d v r t =则速度： 28v i tj =+ 由d /d a v t =则加速度： 8a j = 则当t=1s 时，有 24,28,8r i j v i j a j =-=+= 当t=2s 时，有 48,216,8r i j v i j a j =+=+= 2、（习题1.2）： 质点沿x 在轴正向运动，加速度kv a -=，k 为常数．设从原点出发时速 度为0v ，求运动方程)(t x x =. 解： kv dt dv -= ??-=t v v kdt dv v 001 t k e v v -=0 t k e v dt dx -=0 dt e v dx t k t x -?? =0 00 )1(0 t k e k v x --= 3、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式． 解： =a d v /d t 4=t d v 4=t d t ? ?=v v 0 d 4d t t t v 2=t 2 v d =x /d t 2=t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2= t 3 /3+10 (SI) 4、一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求： （1）小球的运动方程； （2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的 d d r t ，d d v t ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 21h y -= 式（2） 201 ()(h -)2 r t v t i gt j =+ （2）联立式（1）、式（2）得 2 2 v 2gx h y -= （3） 0d -gt d r v i j t = 而落地所用时间 g h 2t = 所以 0d -2g h d r v i j t = d d v g j t =- 2 202y 2x )gt (v v v v -+=+= 21 20 212202)2(2])([gh v gh g gt v t g dt dv +=+=
最新十年高考物理分类解析磁场
十年高考物理分类解析：磁场 15．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 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的一半 16．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O ，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计 重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( ) A ．2 B.2 C ．1 D.22 18．[2014·山东卷] 如图所示，场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd ，水平边ab 长为s ，竖直边ad 长为h .质量均为m 、带电荷量分别为＋q 和－q 的两粒子，由a 、c 两点先后沿ab 和cd 方向以速率v 0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力．若两粒子轨迹恰好相切，则v 0等于( ) A.s 2 2qE mh B.s 2qE mh C.s 42qE mh D.s 4qE mh 20． [2014·新课标Ⅱ卷] 图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁 场时，下列说法正确的是( ) A ．电子与正电子的偏转方向一定不同 B ．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C ．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D ．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 9．[2014·江苏卷] 如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ， 与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H B d ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( ) A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面 B ．若电的正负极对调，电压表将反偏 C ．I H 与I 成正比 D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比
高二物理选修3-1磁场练习题
《磁场》单元练习 一．选择题：每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。 1、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动 C.a端转向纸外，b端转向纸里 D.a端转向纸里，b端转向纸外 2、一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心，在圆形轨道上运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e，质量为m，磁感强度为B，那么电子运动的可能角速度应当是 3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B 点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则 A.该离子带负电 B.A、B两点位于同一高度 C.C点时离子速度最大 D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点 4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是： A、速度 B、加速度 C、动量 D、动能 5、MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方 向如图，带电粒子（不计重力）从a位置以垂直B 方向的速度V开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab = bc = cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的荷质比为：M N a b c d V B B
A 、 tB π B 、 tB 34π C 、π2tB D 、tB π3 6、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，如图。运动中经过b 点，oa=ob 。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，仍以V 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为： A 、V 0 B 、1 C 、2V 0 D 、 2 V 7、如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知： A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abcde C 、粒子运动方向是edcba D 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 8、带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A 时： A 、摆球受到的磁场力相同 B 、摆球的动能相同 C 、摆球的动量相同 D 、向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力 9、如图，磁感强度为B 的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I 象限。一质量为m ，带电量为q 的粒子以速度V 从O 点沿着与y 轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A 点时的速度方向平行于x 轴，那么： A 、粒子带正电 B 、粒子带负电 C 、粒子由O 到A 经历时间qB m t 3π= D 、粒子的速度没有变化 10、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则……………………（ ） A 、磁铁对桌面压力增大 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D 、桌面对磁铁摩擦力向右 O x y V 0 a b M N a b c d e O a x y O A V 0
2004-2013十年高考物理-大全分类解析-专题13-带电粒子在电磁场中的运动
2004-2013十年高考物理 大全分类解析 专题13 带电粒子在电磁 场中的运动 一．2013年高考题 1. （2013全国新课标理综II 第17题）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直于横截面。一质量为m 、电荷量为q （q>0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力。该磁场的磁感应强度大小为 A ．033mv qR B ．qR mv 0 C ． qR mv 03 D ．qR mv 03 2. （2013全国新课标理综1第18题）如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强 磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，一 电荷量为q （q>0）。质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域， 射入点与ab 的距离为R/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹 角为60°，则粒子的速率为（不计重力） A ． m qBR 2 B ．m qBR C ．m qBR 23 D ．m qBR 2
3.(2013高考广东理综第21题)如图9，两个初速度大小相同的同种离 子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上， 不计重力，下列说法正确的有 A.a，b均带正电 B.a在磁场中飞行的时间比b的短 C. a在磁场中飞行的路程比b的短 D.a在P上的落点与O点的距离比b的近 4．（2013高考浙江理综第20题）注入工艺中，初速度可忽略的离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一 定的宽度的匀强磁场区域，如图所示，已知离子P+在磁场中转过 θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+ A．在电场中的加速度之比为1∶1 B．在磁场中运动的半径之比为3∶1 C．在磁场中转过的角度之比为1∶2 D．离开电场区域时的动能之比为1∶3
高中物理选修3-1磁场
高中物理选修3-1磁场 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是() A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线所受安培力的大小和方向无关 2.在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成 瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为() A．正东B．正西 C．正南D．正北 3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同方向如图的电 流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，则a点处磁场方向为( ) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向里 C．沿纸面由a向d D．沿纸面由a向c 4.(2012·昆明一模)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置， 导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场， 可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是() 5. （多选）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是( ) A．增大电场的加速电压，其他保持不变 B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变 C．减小狭缝间的距离，其他保持不变 D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变 6. （多选）长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(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 的方法是( ) A．使粒子的速度v< BqL 4m B．使粒子的速度v> BqL 4m C．使粒子的速度v> 5BqL 4m D．使粒子的速度 BqL 4m 基础知识一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质 二、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向· *熟记常用的几种磁场的磁感线： 三、磁感应强度 1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。 2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度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． ①表示磁场强弱的物理量．是矢量． ②大小：B=F/Il（电流方向与磁感线垂直时的公式）． ③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．（根据实验得出的） ④单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T． ⑤点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值． ⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等． ⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则. 大学物理上册答案详解 习题解答 习题一 1-1 ｜r ?｜与r ? 有无不同? t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1）r ?是位移的模，?r 是位矢的模的增量，即r ?12r r -=， 12r r r -=?； （2） t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位矢），则 t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中 t r d d 就是速度径向上的分量， ∴ t r t d d d d 与r 不同如题1-1图所示. 题1-1图 (3)t d d v 表示加速度的模，即t v a d d =，t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以 t v t v t v d d d d d d ττ += 式中 dt dv 就是加速度的切向分量. (t t r d ?d d ?d τ 与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加 速度时，有人先求出r ＝2 2 y x +，然后根据v =t r d d ，及a ＝22d d t r 而求 得结果；又有人 v =2 2 d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 及a = 2 222 22d d d d ??? ? ??+???? ??t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？ 解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标 系中，有j y i x r +=， j t y i t x t r a j t y i t x t r v 22 2222d d d d d d d d d d d d +==+==∴ 故它们的模即为 2 222 22222 2 2 2d d d d d d d d ? ?? ? ??+???? ??=+=? ? ? ??+??? ??=+=t y t x a a a t y t x v v v y x y x 而前一种方法的错误可能有两点，其一是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作 22d d d d t r a t r v == 其二，可能是将22d d d d t r t r 与误作速度与加速度的模。在1-1题中已说明 t r d d 不是速度的模，而只是速度在径向上的分量，同样，22d d t r 也不是加速 带电粒子比荷类高考试题归类解析 应用电场和磁场的有关知识求解带电粒子比荷类试题是近几年高考常见的考题，这类试题考查学生把所学的知识用来解决实际问题的能力，体现了物理与科学、技术、社会的结合和联系，符合新课程标准。现就这类试题归类解析： 一、用平衡求解 1．用带电粒子在匀强电场中平衡求比荷 例1电子的比荷最早由美国科学家密立根通过油滴实验测出，如图两块水平放置的平行金属板上下极板与电源正负极相接，上下极板分别带正负电荷，油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而起电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动，两金属板间距为d，不计空气阻力和浮力，调节两板的电势差，当U=U0时，使油滴做匀速直线运动，求油滴的比荷。 解析：油滴匀速运动受电场力和重力平衡，油滴带负电，由平衡条件 得 2．用带电粒子在电磁场平衡求比荷 （96年全国高考）设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的E=4．0v/m，B=0．15T，今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直于磁场方向作匀速直线运动，求此质点的电量和质量之比以及磁场的所有可能方向。 解析：根据带电粒子做匀速直线运动的条件得知，此粒子受重力、电场力和洛仑兹力的合力必定为零，由此可知三力在同一竖直平面内，如图，质点的速度垂直纸面向外，因质点带负电，电场方向和电场力的方向相反，磁场方向也与电场力的方向相反，设磁场方向与重力方向成θ角，由平衡条件 解得 且斜向下的一切方向。 二、用偏转求解 1．用带电粒子在电场中偏转求比荷 （04年江苏）汤姆逊用来测定电子的比荷实验装置如下：真空管内的阴极K发出电子，（不计初速，重力和电子间相互作用）经加速电压加速后，穿过A的中心小孔沿中心轴O/O的方向进入到两块水平正对旋转的平行极板P和P/间的区域，当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏转到O/点，O与O/点的竖直间距为d，水平间距可以忽略此时在P和P/间的区域内，再加一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重先回到O点，已知极板水平方向的长度为L1板间距离为b，板右端到荧光屏的距离为L2如图所示，求（1）打在荧光屏O点的电子速度的大小，（2）推导电子的比荷表达式。 （精心整理，诚意制作） 高中物理选修3-1模块质量检测 第三章磁场命题人：周新艳校对人：廖燕子 一、单项选择题（本题共10小题每小题4分，共40分， 每小题只有一个答案正确） 1、关于磁场，以下说法正确的是( ) A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 2、如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力作用的是( ) 3、 如图所示为一种利用电磁原理制成的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器。当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，下列选项中正确的是（） A．当电流从a流入时，电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 B．当电流从a流入时，电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 C．当电流从b流入时，电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 D．以上说法都是错的 10、如图所示，细线下悬一带负电的小球，在竖直面内和一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C 时，摆线拉力的大小为F 1，摆球加速度大小为a 1 ；由B摆到最低点C时，摆线 拉力的大小为F 2，摆球加速度大小为a 2 ，则 （） A、F1>F2,a1=a2 B、F1 高考物理电磁学知识点之磁场分类汇编含解析(4) 一、选择题 1．下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是（）A． B． C． D． 2．如图所示，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N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是（） A．N1＞N2,弹簧长度将变长B．N1＞N2,弹簧长度将变短 C．N1＜N2,弹簧长度将变长D．N1＜N2,弹簧长度将变短 3．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（） A．它们在磁场中运动的周期相同 B．它们的最大速度不相等 C．两次所接高频电源的频率不相同 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 4．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( ) A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t 5．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么 A． 12IB enb ?? -=B． 12IB enb ?? -=- C． 12 IB ena ?? -=D． 12 IB ena ?? -=- 6．教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，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，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（） 第三章磁场 3.1磁现象和磁场 一、磁现象 1.磁性：物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。 2.磁体：具有磁性的物质叫磁体。 3.磁极：磁性最强的部分叫磁极。任何磁铁都有两个磁极，一个叫S极，一个叫N极。 4.磁极之间的相互作用：同名相斥，异名相吸。 二、电流的磁效应 1.电流对小磁针的作用（丹麦物理学家奥斯特） 1）现象：通电后，通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。 2）注意：为排除地磁场的影响，小磁针及通电导线均应南北放置。 3）结论：通电导线周围有磁场产生。 2.磁铁对通电导线的作用 结论：磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体偏转。 3.定义：通电导体的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流有关，这种现象叫电流的磁效应。 三、磁场 1.定义：磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质。 2.性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用。 3.产生： 1）永磁体 2）电流 4. 小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。 四、地磁场 1.两极 1）地理南极是地磁北极 2）地理北极是地磁南极 2.定义：地球周围存在着的磁场叫做地磁场 3.地磁偏角 地轴与磁轴之间的夹角称为地磁偏角 3.2磁感应强度 一、磁感应强度 1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的安培力跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫磁感应强度。 2.物理意义：表示磁场强弱和方向的物理量 3.表示：B 4.公式 B= F 电流方向与磁场方向垂直 5.单位：特斯拉，简称特，符号T。（1T=1N ） 6.方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。即磁场方向。 三、探究影响通电导线受力的因素 1.电流元：把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。 2.检验电流：为了间接了解磁场特性而垂直放入磁场的电流元称为检验电流。 3.方法 1）保持I不变，改变L 2）保持L不变，改变I 4.结论 F∝IL 高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习附解析一、选择题 1．我国探月工程的重要项目之一是探测月球3 2He含量。如图所示，3 2 He（2个质子和1个 中子组成）和4 2 He（2个质子和2个中子组成）组成的粒子束经电场加速后，进入速度选择器，再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场，沿半圆弧轨迹抵达照相底片，并留下痕迹M、N。下列说法正确的是（） A．速度选择器内部的磁场垂直纸面向外B．平板S下方的磁场垂直纸面向里 C．经过狭缝P时，两种粒子的速度不同D．痕迹N是3 2 He抵达照相底片上时留下的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源两极相连接的两个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是( ) A．减小磁场的磁感应强度 B．增大匀强电场间的加速电压 C．增大D形金属盒的半径 D．减小狭缝间的距离 3．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则() A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1 C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶1 4．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( ) A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t 5．如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2.5Ω，边长L＝0.3m，处在两个半径均为r＝0.1m的圆形匀强磁场中，线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合，磁感应强度B1垂直水平面向外；B2垂直水平面向里， ，下列说B1、B2随时间t的变化如图乙所示，线框一直处于静止状态，计算过程中取π3 法正确的是（） A．线框具有向左的运动趋势 B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0.5Wb C．t＝0.4s时刻线框中感应电动势为1.5V D．0－0.6s内通过线框横截面电荷量为0.018C 6．如图，一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中，盒子边长为L，前后面为金属板，其余四面均为绝缘材料，在盒左面正中间和底面上各有一小孔（孔大小相对底面大小可忽略），底面小孔位置可在底面中线MN间移动，让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速度进入盒内，若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U，可使得液滴恰好能从底面小孔通过，测得小孔到M点的距离为d，已知磁场磁感强度为B，不考虑液滴之间的作用力，不计一切阻力，则以下说法正确的是（）高中物理选修3-1物理磁场
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