1、磁場對鋼2電流和電荷的影響選擇測試點(diǎn)分布張知識內(nèi)容考試要求歷代選拔考試統(tǒng)計(jì)強(qiáng)制性考試額外考試2015年十月2016年四月四日2016年十月2017年四月四日2017年十一月磁場磁現(xiàn)象和磁場bb4103磁感應(yīng)強(qiáng)度cc幾茄子普通磁場bb傳記電線在磁場中受到的力。cd9，229，23109運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力。cc2322232323均勻強(qiáng)磁場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)d2322232323測試點(diǎn)1磁場基本知識的辨析1.(2017浙江省四月選拔9)如圖1所示，兩個(gè)平行直線導(dǎo)線CD和ef垂直放置，在相反方向通過相同大小的電流，A，B兩點(diǎn)位于導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。（）圖1A.b點(diǎn)的磁柔道強(qiáng)度為零B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)

2、生成的磁場方向垂直紙內(nèi)部C.CD電線接收的安培方向向右D.同時(shí)變更兩個(gè)導(dǎo)體的電流方向不會變更CD導(dǎo)體接收的安培方向。答案d分析根據(jù)右手定則，知道B的兩個(gè)處置磁場方向都是垂直紙向外，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。選項(xiàng)B無效，因?yàn)镋f位于A的磁場垂直紙張朝外。根據(jù)左手法則，相反方向的兩個(gè)電流的安培力是互斥的，所以可以判斷選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的。只要電流方向相反，不管電流方向如何，都是互斥的，選項(xiàng)D是正確的。2.(2016浙江省10月學(xué)考試10)如圖2所示，通電的硬電線ab掛在傳記螺線管的正上方，直線導(dǎo)線的電流方向由A到B閉合。開關(guān)S瞬時(shí)，導(dǎo)線A末端的安培力的方向?yàn)?)。圖2A.向上B.向下C.垂直紙張朝外D.垂直紙

3、里面答案d解決方法是，根據(jù)右手法則，開關(guān)關(guān)閉時(shí)，螺線管產(chǎn)生的極N極在右邊。根據(jù)左手法則，A側(cè)力需要垂直紙向內(nèi)，選項(xiàng)D正確。3.(2016浙江四月選拔考試9)法拉第馬達(dá)原理如圖3所示。棒狀磁鐵垂直固定在圓形水銀罐中心，N極向上固定。一根金屬棒斜插在水銀上，桿的頂部與固定在水銀罐中心正上方的鉸鏈連接。電源陰極連接到金屬棒頂部，連接到電源正極的電線插入水銀。從上到下看金屬圖3A.向左擺動(dòng)b .向右擺動(dòng)C.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)d .逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)答案d根據(jù)解析左手定律，導(dǎo)電金屬棒接收的安培力可以將它逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，D對。4.(選擇印橋板3-1p93“一次”改編)物理老師在課堂上做了“旋轉(zhuǎn)液體”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置放在圖4:裝

4、有導(dǎo)電液的玻璃器皿上，頂部為S極的蹄磁鐵的磁場中。碗中心的圓柱電極連接到電源陰極，內(nèi)壁邊的圓形電極連接到電源圖4A.液體的電流從中心流向邊緣。從上到下看，液體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.液體的電流從中心流向邊緣。從上到下看，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.液體的電流從邊緣流向中心。從上到下看，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)D.液體的電流從邊緣流向中心。從上往下看，液體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)答案d分析表明，在液體中，電流從邊緣流向中心，蹄磁鐵的頂部是S極，在傳導(dǎo)液中，磁場方向垂直上升，根據(jù)左手定律，電流接收的安培方向從上到下，液體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以選項(xiàng)D是正確的。5.(2017浙江省“七彩陽光”聯(lián)合測試)張軍把兩個(gè)小磁針放在一個(gè)磁場中，發(fā)現(xiàn)小磁針停止的

5、時(shí)候，不會是磁場(忽略地磁的影響)，如圖5所示。圖5A.蹄磁鐵形成的磁場B.棒狀磁鐵形成的磁場C.傳記螺線管形成的磁場D.直線導(dǎo)線形成的磁場答案b6.(2017規(guī)格聯(lián)誼會八月聯(lián)試)如圖6所示，可用于測量均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。右臂上掛著矩形線圈，卷線器為N，線圈的水平邊緣為L，在均勻磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于線圈平面，在線圈中通過電流I時(shí)調(diào)節(jié)重量。圖6A.b .C.d .答案c電流方向反轉(zhuǎn)分析，安培的變化為2nBIl，大小等于mg，C對。7.(2016紹興市九月選拔考試)如圖7所示，電子槍向右側(cè)發(fā)射電子束，其下的水平直線導(dǎo)線內(nèi)有向右電流，電子束則為()圖7A.向上偏轉(zhuǎn)b .向下偏轉(zhuǎn)C.紙張

6、向外偏轉(zhuǎn)d .紙張向內(nèi)偏轉(zhuǎn)答案a分析是正確的，因?yàn)楦鶕?jù)安培定律，水平直線導(dǎo)線上的磁場方向指向紙的外部，根據(jù)左手定律，向右移動(dòng)的電子受到向上的洛倫茲力。8.(2017紹興市選拔賽模擬)以下說法正確()A.條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向從磁鐵的n極指向s極B.如果在不受磁場力影響的地方放置一個(gè)小的傳記導(dǎo)體，磁感應(yīng)強(qiáng)度將牙齒為零。(約翰f肯尼迪，磁感，磁感，磁感，磁感，磁感，磁感，磁感)C.兩條傳記線之間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的。D.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的磁場中，通過面積為s的平面的磁通量為=bs答案c條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向在磁鐵的S極上指向N極，A不準(zhǔn)確。小的傳記電線放在磁場的某個(gè)地方，如果電線平行于磁

7、場，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度不是0牙齒，電線也不受磁場力的影響，所以B錯(cuò)了。兩條傳記線之間的相互作用通過磁場發(fā)生，C是正確的。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，只有磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于平面時(shí)，通過面積為S的該平面的磁通量=BS才成立，D不準(zhǔn)確。因此，選擇C。邊界磁場中測試點(diǎn)2帶電粒子的基本運(yùn)動(dòng)1.如圖8所示，m，電荷為q的帶電粒子在x軸的P(a，0)點(diǎn)以速度v，正x方向以60的方向進(jìn)入第一象限內(nèi)的均勻磁場，并垂直于y軸發(fā)射第一象限。拯救。圖8(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。(2)均勻磁場的磁柔道強(qiáng)度b。(3)注射點(diǎn)的坐標(biāo)。答案(1) (2) (3)(0，a)分析(1)粒子在磁場中洛倫茲力的作用下，進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)。您可

8、以找到中心O ，作為入射點(diǎn)，如圖所示。從幾何知識中獲得RSIN 60=A，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：R=。(2)粒子在磁場中洛倫茲力的作用下進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，QVB=M牙齒。獲得磁場的磁柔道強(qiáng)度b=。(3)幾何關(guān)系如下：粒子發(fā)射磁場時(shí)的縱坐標(biāo)Y=r rcos60=(1 cos60)=a，所以發(fā)射磁場時(shí)的坐標(biāo)是(0，a)。2.空間有圓形均勻磁場區(qū)域。牙齒區(qū)域的橫截面為半徑R，磁場方向?yàn)榇怪睓M截面。質(zhì)量為M，電荷為q(q0)的粒子沿橫截面直徑以速度v0進(jìn)入磁場，離開磁場時(shí)速度方向偏離入射方向60。不考慮重力，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.b.c.d .答案a如果分析磁場方向垂直

9、于橫截面，那么在磁場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡就能從幾何角度知道R=R，如圖所示。根據(jù)洛倫茲力提供向心力。QV0B=M，解析B=。如果磁場方向垂直于橫截面，則結(jié)果相同。選項(xiàng)A正確。3.如圖9所示，正六角形abcdef區(qū)域內(nèi)有與紙張垂直的均勻磁場。一帶正電粒子在F點(diǎn)向FD方向進(jìn)入磁場區(qū)域，速度大小為VB時(shí)在B點(diǎn)離開磁場，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為TB，速度大小為VC時(shí)在C點(diǎn)離開磁場，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為TB。圖9答案1: 2 2: 1解釋正電粒子在均勻磁場中勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，運(yùn)動(dòng)軌跡為幾何關(guān)系，RC=2RB， B=120， C=60，QVB=M，V=，VB: VB，如圖所示測試點(diǎn)3帶電粒子在

10、磁場中運(yùn)動(dòng)的多過程問題1.(2017浙江省十一月選拔試驗(yàn)23)如圖10所示，X軸上有垂直紙朝外的均勻磁場，坐標(biāo)原點(diǎn)有正離子源，單位時(shí)間在xOy平面內(nèi)釋放n0速度全部為V的離子，Y軸兩側(cè)各在的范圍內(nèi)分布。在x軸上放置長度為L的離子收集板。右端遠(yuǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)圖10(1)求出離子的特定載荷。(2)發(fā)射的離子全部收集在收集板上后，求出的最大值。(3)假設(shè)離子到達(dá)X軸時(shí)沿X軸均勻分布。=37，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B0B3B0的區(qū)間徐璐取其他值時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)從收集板收集的離子數(shù)N和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系。(不考慮離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)請參閱答案(1) (2)60 (3)解決分析(1)當(dāng)磁場強(qiáng)度為B0時(shí)，沿正Y

11、軸射出的離子正好符合收集板的右端，離子軌跡如圖A所示。L=r，qvb 0=m。聯(lián)合可用：=(2)入射到最大m時(shí)，如圖b所示，以根據(jù)幾何關(guān)系，有2r cos m=l牙齒。因此 m=60(3)BB0，離子全部聚集時(shí)的最小半徑為R1，如圖C所示病床2 R1 cos37=l牙齒結(jié)果B1=1.6b0當(dāng)B0B1.6 B0時(shí)，n1=n0B1.6B0，不能準(zhǔn)確收集離子時(shí)的半徑是R2。R2=0.5l，B2=2b0牙齒因此，當(dāng)1.6 B0B2 B0時(shí)，R=，然后是N2=n0=n0 (5-)。2 B0B3 B0時(shí)，極板不能收集離子。n3=0。2.為了進(jìn)一步提高回旋加速器的能量，科學(xué)家們制作了“扇形焦點(diǎn)回旋加速器”。

12、在扇形聚焦過程中，離子可以以一定的速度在閉合的平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)。扇形焦點(diǎn)磁場分布的簡化度如圖11所示，中心為o的圓形區(qū)域等分為6個(gè)扇形區(qū)域，其中3個(gè)是峰，3個(gè)是山谷，峰，山谷，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，山谷區(qū)域沒有磁場。質(zhì)量為M，電荷為Q的正離子以不變的速度旋轉(zhuǎn)到V，封閉的平衡軌道在圖中以虛線表示。圖11(1)在峰值區(qū)域查找閉合平衡軌道的圓弧半徑R，并確定離子旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針方向還是逆時(shí)針方向。(2)尋找一個(gè)峰區(qū)內(nèi)弧的中心角和離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T。(3)谷里也有垂直紙向內(nèi)的均勻磁場。(。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B ，新的閉合平衡軌道位于一個(gè)峰內(nèi)的中心角變?yōu)?0，求出B 和B的關(guān)系。已知：Sin(alp

13、ha)=Sin(Sin)=Sin(Sin)cos(Sin，cos，Sin，cos)答案(1)逆時(shí)針方向(2)(3) b=b分析(1)峰值區(qū)域圓弧半徑r=旋轉(zhuǎn)方向是逆時(shí)針(2)如圖甲所示對稱，峰區(qū)內(nèi)圓弧的中心角=每圓弧的弧長l=每個(gè)線段的直線長度l=2r cos=r=周期t=賦值t=(3)谷區(qū)中心角度=120-90=30，如圖b所示山谷地區(qū)的軌道圓弧半徑r=由幾何關(guān)系rsin=rsin三角關(guān)系sin=sin15=賦值b=B3.如圖12甲所示，M，N是垂直放置和徐璐平行的兩個(gè)板塊。板塊之間的距離為D，兩個(gè)板塊中間各有一個(gè)小孔O，O ，兩個(gè)板塊之間有一個(gè)與紙張方向垂直的磁場。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，如

14、圖B所示。T=0時(shí)，有垂直于M板的正離子圖12(1)磁柔道強(qiáng)度B0的大小；(2)要使正離子從O 孔垂直于N板發(fā)射磁場，請具荷拉正離子入磁場時(shí)速度v0的可能值。答案(1) (2) (n=1，2，3).）分析將垂直于紙面的磁場方向設(shè)定為正向。(1)陽離子注入磁場，洛倫茲力提供向心力B0qv 0=m 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期t0=聯(lián)立 2式磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=(2)要使陽離子在O 孔中垂直于N板發(fā)射磁場，v0的方向是，如果陽離子在兩個(gè)板塊之間只移動(dòng)一個(gè)周期，即T0，則R1=。在兩個(gè)板塊之間，如果陽離子移動(dòng)n個(gè)循環(huán)，即nT0，則牙齒R=(n=1，2，3)。聯(lián)立解決方案，獲得陽離子的速度的可能值如下V0=(n=1

15、，2，3 )。磁場中帶電粒子的多過程問題解決(1)分析題目特征，確定帶電粒子運(yùn)動(dòng)的大致過程。(2)制作粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圖表。(3)對每個(gè)過程使用中心、幾何半徑、半徑公式、周期公式等法則解決。(4)對于周期性重復(fù)的多重解問題，尋找通項(xiàng)式，如果有可能發(fā)生幾個(gè)茄子解的話，注意每個(gè)解的發(fā)生條件。邊界磁場中測試點(diǎn)4帶電粒子的臨界極值問題1.(2015浙江九月試驗(yàn)樣品問題23)一個(gè)研究小組設(shè)計(jì)了粒子勘探裝置。如圖13甲所示，截面半徑為R的氣缸(桶大于2R)水平固定，桶內(nèi)分布著垂直于軸的水平方向的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圖乙是圓柱的入射截面，圖電荷量為Q的正離子徐璐以不同的初始速度垂直于入射截面射筒。汽缸內(nèi)壁裝滿了探測器，可以記錄粒子到達(dá)桶壁的位置。銅墻鐵壁的P點(diǎn)和QP點(diǎn)與入射面的距離分別為R和2R。(離子接觸探測器時(shí)被吸收，離子之間的相互作用被忽略。）圖13(1)離子在O點(diǎn)垂直射出，偏轉(zhuǎn)后到達(dá)P點(diǎn)，求出離子入射速度v0的大小。(2)離子在OC線垂直射出，求出位于QR中的探測器接收的離子的入射速度范圍。(3)離子以(2)范圍內(nèi)的速度垂直入射的情況下，入射截面特定區(qū)域中入射的離子偏轉(zhuǎn)后，也可以從入射面到達(dá)2R的通壁位置。繪制牙齒入射區(qū)域的形狀，并求出其面積。另見答案(