试题-全国-2009_高二物理磁场知识复习通用版知识精讲.rar

用心爱心专心高二物理磁场知识复习通用版【本讲主要内容】磁场知识复习知识结构【知识掌握】【知识点精析】1.磁场的概念（1）磁场：存在于磁极或电流周围的物质，磁场的基本性质是对处在其中的电流或运动电荷有磁场力的作用。（2）磁感应强度：（电流与磁场垂直放置时），方向规定为该处的磁场方向。用假想的、形象的磁感线可描述实在的、抽象的磁场。（3）几种典型的磁场。①匀强磁场，存在于长直的通电螺线管内部和靠近且平行的两异名磁极之间。②条形磁铁、蹄形磁铁的磁场。条形磁铁的磁场与通电螺线管外部的磁场相似，蹄形磁铁两正对面间的磁场可近似地看成是匀强磁场。③均匀辐向磁场，磁电式电流表线圈所在处的磁场为均匀辐向磁场。④电流（直线电流、环形电流、通电的螺线管）的磁场：电流方向和磁感线方向间的关系由安培定则右手螺旋定则确定。（4）安培分子电流假说、磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。2.磁场对电流的作用（1）安培力：电流与磁场平行时F＝0，电流与磁场垂直时F＝BIL。安培力的方向由左手定则判断。安培力是大量定向移动的自由电荷所受磁场力的宏观表现。（2）安培力的力矩：线圈平面与磁场垂直时M＝0，线圈平面与磁场平行时M＝nBIS磁电式电流表线圈所受的安培力的力矩与机械力矩相平衡nBIS＝，。（3）洛伦兹力：带电粒子的速度与磁场平行时F＝0，速度与磁场垂直时F＝qvB。洛伦兹力的方向由左手定则判断。①特点：对带电粒子永不做功②带电粒子在匀强磁场中（v⊥B）只受洛伦兹力作用时，做匀速圆周运动。半径：，周期（与半径、速率均无关）③应用：质谱仪、回旋加速器。【解题方法指导】例1.如图所示，有一金属棒ab，质量m＝5g，电阻R＝，可以无摩擦地在两条轨道上滑动，轨道间的距离d＝10cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角θ＝30°，置于磁感应强度B＝0.4T，方向竖直向上的匀强磁场中，回路中电池的电动势E＝2V，内电阻r＝0.1，问变阻器的电阻Rb为多大时，金属棒恰好静止？解析：由题意可知，金属棒ab受重力、支持力和安培力而平衡，画出受力平面图如图所示。F＝①又F＝BIL②③由①②③三式得。说明：解决力、电综合问题，关键仍是正确进行受力分析。平衡问题则根据平衡条件列出方程，求出未知量。分析通电导线所受安培力的方向容易出错，为避免出错，一要把立体图改画为平面图，二要记住安培力的方向一定与磁感应强度B垂直。例2.如图所示，在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是（）A.E和B都沿x轴方向B.E沿y轴正向，B沿z轴正向C.E沿z轴正向，B沿y轴正向D.E、B都沿z轴方向解析：根据试题的描述，带电粒子沿x轴方向进入电场和磁场区域后，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，并且重力的影响不计，即粒子一定是沿着与x轴平行的直线方向运动。根据牛顿定律可知，带电粒子所受的电场力和磁场力的合力必须等于零或始终沿x轴方向；否则，粒子就会发生偏转。对于选项A，E和B方向都沿x轴方向。根据电场力的规律，无论带电粒子是带正电还是带负电，粒子所受的电场力一定是沿x轴方向的。根据洛伦兹力的规律，带电粒子沿着磁场的方向运动，不论是带正电的粒子或带负电的粒子。它所受的洛伦兹力都等于零。因此，带电粒子在该匀强电场和匀强磁场中只能沿入射方向做匀加速直线运动或匀减速直线运动，方向都不会发生改变。所以A项中给出的电场方向和磁场方向符合试题题干的要求，是正确选项。同理，对于选项B，无论带电粒子带正电，还是带负电，它在该匀强电场和匀强磁场中所受的电场力和洛伦兹力的方向都是相反的，且沿竖直方向。这样，只要场强的大小E、B满足条件E＝vB，那么电场力和洛伦兹力的合力就等于零，从而由牛顿定律可知带电粒子能够沿入射方向做匀速直线运动，方向不会发生偏转。所以，B项中给出的电场方向和磁场方向符合试题题干的要求。对于选项C，带电粒子在该匀强电场和匀强磁场中所受的电场力和洛伦兹力的方向是相同的，因而它们的合力的方向一定沿z轴方向，由牛顿定律可知带电粒子的运动方向一定会发生偏转。所以，C项中给出的电场方向和磁场方向不符合试题题干的要求，是错误选项。对于选项D，沿x轴入射的带电粒子在该匀强电场和匀强磁场中所受的电场力和洛伦兹力的方向是相互垂直的，而且都垂直于粒子的入射方向，因此，它们的合力的方向一定不为零，且与入射方向垂直，从而使带电粒子的运动方向发生偏转。所以，D项中给出的电场方向和磁场方向不符合试题题干的要求，是错误选项。答案：AB说明：已知电场、磁场分布，研究带电粒子在电场、磁场中的受力情况及运动情况，是我们常遇到的问题。但反过来的问题，即已知带电粒子在电场、磁场