北京四中高考第一轮复习资料大全10.docVIP

北 京 四 中 年 级：高 三 科 目：物 理 期 数：0125 编稿老师：陶 澄 审稿老师：陶 澄 录 入：申容 校 对：张艳红 内容：磁场单元复习 本单元主要由两部分内容组成： 1、电流（或运动电荷）产生磁场——电流的磁效应，掌握好两个右手螺旋定则。 2、磁场对电流的力和力矩作用，对运动电荷的力作用。 在讨论磁场对运动电荷的力作用时，大量涉及力学知识，所以综合性较强；在涉及应用时如质谱仪、回旋加速器，所以实用性较强。在讨论电流或运动电荷受力及力矩作用时，涉及三维空间，要求较高的空间想象能力。 例1，两通电直导线AB和CD呈异面直线关系且相互垂直，电流方向如图所示，若AB导线固定不动，CD导线可自由运动，分析CD导线如何运动？ 解析：由于导线CD处在导线AB形成的磁场中，导线CD受该磁场作用而运动，为分析CD受力情况，需改变观察角度，现将正视图1改为俯视图2。选择最佳研究角度，即是空间想象能力的反映。由右手螺旋定则，可得出△l1与△l2处磁感应强度的方向，分别为B1、B2。将B1、B2分解为平行于电流I2与垂直于电流I2的方向。再利用左手定则可知△l1部分受力为垂直纸面向上，△l2受力垂直纸面向下。当CD转动后，I1与I2趋于同向平行。两同向平行电流之间的相互作用为彼此吸引，所以CD在转动时又应同时向AB靠近。 例2，如图3所示abcd是一竖直的矩形导线框，线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab边在水平面内且与磁场方向成600角，若导线框中的电流为I，则导线框所受的安培力对某竖直固定轴的力矩为 A、IBS B、IBS C、IBS D、由于导线框的边长及固定轴的位置未给出，无法确定。 解析：为准确计算出该力力矩，改侧视图3为俯视图4，并假设线框中的电流为abcda。根据左手定则可确定ad与bc边所受力的方向Fad和Fbc应为BI与BI，因ad=bc，二力的大小相等。ab与cd边均受力但不产生力矩，设固定轴与磁感线交点为O，则二力对轴的力矩同向为M=BI×cos600，M合=2×BI×cos600=BIS。应选B可以证明这个力矩大小与轴的位置无关。 例3，空间存在着一个正方形匀强磁场区，边长为l，e为bc中点，f为cd中点。一束带电粒子从a点以垂直磁感应强度方向射入，初速度方向与ab平行，其中一部分自e射出，一部分从f射出，求这两部分带电粒子的速度ve与vf之比。 解析：先设法求出两种粒子的圆周运动轨道半径Re与Rf，做出示意图如图6所示。Re2=l2+()2, Re=l, 由圆心O做af弦的垂线，=， Rf=l，其中Re=, Rf=。 ∴ve:vf=Re:Rf=l: l=2:1. 练习题： 1、一个电子以一定速度穿过某一空间而没有发生偏转，则： A、此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向平行。 B、此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向垂直。 C、此空间一定不存在磁场。 D、此空间一定存在磁场。 2、在同一匀强磁场中，质子和电子各自在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动。它们的质量分别为mp和me。若它们的轨迹半径相同，则 A、它们的速率之比等于me:mp B、它们的动量大小之比等于me:mp C、它们的动能之比等于me:mp D、它们的圆运动周期之比等于me:mp 3、在正方形abcd范围内有匀强磁场、方向垂直于纸面向里。速度分别为v1和v2的两个电子都从a点沿平行于ab边的方向射入磁场。速率为v1的电子沿平行于bc方向从c射出。另一电子沿平行于cd方向从d射出。则 A、v1:v2=2:1 B、它们运行的“周期”之比T1：T2=1：2 C、它们在磁场中运行的时间之比t1:t2=1:2 D、它们在磁场中运行的时间之比t1:t2=1:1 4、在真空中，半径r=3×10-2m的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示。磁感应强度B=0.2T。一个带正电的粒子，以初速度v0=106m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场。已知该粒子的荷质比=108C/kg。不计粒子重力。 （1）粒子在磁场中作匀速圆周运动的半径是多少？ （2）若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v0方向与ab的夹角θ及粒子的最大偏转角β。 5、如图所示，矩形线框abcd中通有图示方向的电流，其大小为2A，可绕垂直于磁场方向的转轴OO转动，匀强磁场磁感应强度为1.5T，边长ab=2bc=0.2m，当线框从图示位置，ab边向里、cd边向外转过370角时，通过线框的磁通量是_______Wb，此时线框所受电磁力矩大小是_______N·m。（sin370=0.6, cos370=0.8） 6、如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水平面成θ角，相距为l。一根质量