安培分子电流假说 磁性材料·典型例题解析
【例1】 关于分子电流，下面说法中正确的是 [ ]
A ．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的
B ．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的
C ．“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流
D ．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象
点拨：了解物理学发展历史，不仅能做好这类题，也能帮助我们历史地去看待科学的发展进程．解答：正确的是B ．
【例2】 回旋加速器的磁场B ＝1.5T ，它的最大回旋半径r ＝0.50m ．当分别加速质子和α粒子时，求：(1)加在两个D 形盒间交变电压频率之比． (2)粒子所获得的最大动能之比． 解析：(1)T ＝2πm/Bq ，故f P /f α＝qp m α/q αm P ＝2．
(2)由r ＝mv/Bq 可得v ＝Bqr/m ，所以被加速粒子的动能E k ＝mv 2/2＝B 2q 2r 2
/2m ．同一加速器最大半径r 和所加磁场相同，故E P /E α＝1．
点拨：比例法是解物理问题的有效方法之一．使用的程序一般是：根据研究对象的运动过程确定相应的物理规律，根据题意确定运动过程中的恒量，分析剩余物理量间的函数关系，建立比例式求解．
【例3】 如图16－74所示是显像管电子束运动的示意图．设加速电场两极间的电势差为U ，垂直于纸平面的匀强磁场区域的宽度为L ，要使电子束从磁场
出来在图中所示120°范围内发生偏转(即上、下各偏转60°)，
磁感应强度B 的变化范围如何？(电子电量e 、质量m 已知)
点拨：这是彩色电视机显像管理想化以后的模型．先确定电子运
动的圆心再结合几何知识求解．参考答案例．≥≥3B 01232mU e
安培力 磁感应强度·典型例题解析
【例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 点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感
线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．解答：正确的应选D．
【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方
向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的
方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极． [ ]
解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．
点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．
磁场磁感线·典型例题解析
【例1】在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知 [ ]
A．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过
D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
点拨：掌握小磁针的N极受力方向与磁场方向相同，S极受力方向与磁场方向相反是解决此类问题的关键．解答：正确的应选C．
【例2】下列关于磁感线的说法正确的是 [ ]
A．磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向
B．磁场中任意两条磁感线均不可相交
C．铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线
D．磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极
点拨：对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是关键．解答：正确的应选AB
磁场对运动电荷的作用力·典型例题解析
【例1】图16－49是表示磁场磁感强度B，负电荷运动方向v
和磁场对电荷作用力f的相互关系图，这四个图中画得正确的是
(B、v、f两两垂直) [ ]
解答：正确的应选A、B、C．点拨：由左手定则可知四指指示正
电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指示的方向应与速度
方向相反．
【例2】带电量为＋q 的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 [ ]
A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B ．如果把＋q 改为－q ，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
C ．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用
D ．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小
点拨：理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是关键．解答： B
【例3】如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是 [ ]
A ．作匀速直线运动
B 、作匀变速直线运动
C ．作变加速曲线运动
D ．作匀变速曲线运动
点拨：当v ∥B 时，f ＝0，故运动电荷不受洛伦兹力作用而作匀速直线运动．当v 与B 不平行时，f ≠0且f 与v 恒垂直，即f 只改变v 的方向．故运动电荷作变加速曲线运动．参考答案：AC
【例4】如图16－50所示，在两平行板间有强度为E 的匀强电场，方
向竖直向下，一带电量为q 的负粒子(重力不计)，垂直于电场方向以速
度v 飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一个怎
样方向的磁场，其磁感应强度为多大？
点拨：要使粒子沿直线飞出，洛伦兹力必须与电场力平衡．参考答案：磁感应强度的方向应垂直于纸面向内，大小为E/v
带电粒子在磁场中的运动 质谱仪·典型例题解析
【】质子和α粒子从静止开始经相同的电势差加速例1 (H)(He)11
24
后垂直进入同一匀强磁场作圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek 1∶Ek 2＝________，轨道半径之比r 1∶r 2＝________，周期之比T 1∶T 2＝________．
解答：∶＝∶＝∶，∶＝∶E E q U q U 12r r k1k21212m v q B m v q B m E q k 111222111
2= ∶＝∶，∶＝∶＝∶．22222221122m E q m q B m q B k 1T T 1212ππ
点拨：理解粒子的动能与电场力做功之间的关系，掌握粒子在匀强磁场中作圆周运动的轨道半径和周期公式是解决此题的关键．
【例2】如图16－60所示，一束电子(电量为e)以速度v 垂直射入磁感
强度为B ，宽度为d 的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与原来入射方
向的夹角是30°，则电子的质量是________，穿透磁场的时间是
________．
解析：电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧一部分，又因为f ⊥v ，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上，如图16－60中的O 点．由几何知识可知：AB 间的圆心角θ＝30°，OB 为半径．r ＝d/sin30°＝2d ，又由r ＝mv/Be 得m ＝2dBe/v ． 由于AB 圆心角是30°，故穿透时间t ＝T/12＝πd/3v ．
点拨：带电粒子的匀速圆周运动的求解关键是画出匀速圆周运动的轨迹，利用几何知识找出圆心及相应的半径，从而找到圆弧所对应的圆心角．
【例3】如图16－61所示，在屏上MN 的上侧有磁感应强度为B 的
匀强磁场，一群带负电的同种粒子以相同的速度v 从屏上P 处的孔
中沿垂直于磁场的方向射入磁场．粒子入射方向在与B 垂直的平面
内，且散开在与MN 的垂线PC 的夹角为θ的范围内，粒子质量为m ，
电量为q ，试确定粒子打在萤光屏上的位置．
点拨：各粒子进入磁场后作匀速圆周运动，轨道半径相同，运用左手定则确定各粒子的洛伦兹力方向，并定出圆心和轨迹．再由几何关系找出打在屏上的范围．参考答案
例．落点距点的最近距离为θ，其最远距离为＝3P 222mv Bq R mv Bq cos
【例4】如图16－62所示，电子枪发出的电子，初速度为零，当被一
定的电势差U 加速后，从N 点沿MN 方向出射，在MN 的正下方距N 点为
d 处有一个靶P ，若加上垂直于纸面的匀强磁场，则电子恰能击中靶P ．已
知U 、d ，电子电量e ，质量m 以及∠MNP ＝α，则所加磁场的磁感应强
度方向为________，大小为________．
点拨：电子经电势差U 加速后，速度由零变为v ，则eV ＝1/2mv 2．v 的方向水平向右，电子在洛伦兹力作用下，沿顺时针回旋到P ，则电子在N 点受洛伦兹力方向向下．由此确定B 的方向．NP 对应的圆心角为2α，则有Rsin α＝d/2，而R ＝mv/Be ，则B 可求．
参考答案
电磁感应现象·典型例题解析
【例1】如图17－1所示，P 为一个闭合的金属弹簧圆圈，
在它的中间插有一根条形磁铁，现用力从四周拉弹簧圆圈，使
圆圈的面积增大，则穿过弹簧圆圈面的磁通量的变化情况
________，环内是否有感应电流________．
解析：本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下
看)
．磁通量是穿过一个面的磁感线的多少，由于进去和出来的磁感线要抵消一部分，当弹簧例．垂直纸面向里：α422mUe ed
sin
圆圈的面积扩大时，进去的磁感条数增加，而出来的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量减小，回路中将产生感应电流．点拨：会判定合磁通量的变化是解决此类问题的关键．
【例2】如图17－2所示，线圈面积为S，空间有一垂直于水平
面的匀强磁场，磁感强度为B特斯拉，若线圈从图示水平位置
顺时针旋转到与水平位置成θ角处(以OO’为轴)，线圈中磁通
量的变化量应是________Wb，若旋转180°，则磁通量的变化量
又为________Wb．
解析：开始位置，磁感线垂直向上穿过线圈，Φ＝BS，转过θ时，由B．S关系有Φ2＝BScos θ，故ΔΦ＝BS(1－cosθ) 当转过180°时，此时，Φ2＝BS，不过磁感线是从线圈另一面穿过∴ΔΦ＝2BS
点拨：有相反方向的磁场穿过某一回路时，计算磁通量必须考虑磁通量的正负．
【例3】如图17－3所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且
一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外．若要线圈产生感应电
流，下列方法可行的是 [ ]
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移
C．以ad为轴转动(小于90°)
D．以ab为轴转动(小于60°)
E．以dc为轴转动(小于60°)
点拨：线圈内磁通量变化是产生感应电流的条件
参考答案：ACD
【例4】如图17－4所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在
螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是 [ ]
A．开关S接通的瞬间
B．开关S接通后，电路中电流稳定时
C．开关S接通后，滑线变阻器触头滑动的瞬间
D．开关S断开的瞬间
点拨：电流变化时能引起它产生的磁场变化．参考答案：ACD
法拉第电磁感应定律的应用(1)
【例1】如图17－67所示，两水平放置的、足够长的、平行的光滑金属导轨，其间距为L，电阻不计，轨道间有磁感强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，静止在导轨上的两金属杆ab、cd，它们的质量与电阻分别为m1、m2与R1、R2，现使ab杆以初动能E K沿导轨向左运动，求cd
杆上产生的热量是多少？(其他能量损耗不计)
解析：杆的初速度为，＝．∴＝ab v E m v v 1K 11211221E m K /
以abcd 为系统，系统所受合外力为零，系统总动量守恒，设达到
稳定时共同速度为v ，则有m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 系统中产生的热量为：
Q ＝
1212212m v (m m )v E 112122K －＋＝．m m m +
ab cd Q Q 12杆和杆可看成串联，故两杆产生的热量为：、，
＝Q Q R R 121
2
∴＝＝Q 2R Q R R R R R m E m m K 212212212+++()()
点拨：本题以分析两杆的受力及运动为主要线索求解，关键注意：(1)明确“最终速度”的意义及条件．(2)运用能的转化和守恒定律结合焦耳定律分析求解．
【例2】如图17－68所示，在与水平面成θ角的矩形框架范围内垂
直于框架的匀强磁场，磁感应强度为B ，框架ad ，bc 电阻不计，长
均为L 的ab 、cd 电阻均为R ，有一质量为m ，电阻为2R 的金属棒
MN ，无摩擦地平行于ab 冲上框架，上升最大高度为h ，在此过程中
ab 部分的焦耳热为Q ，求运动过程的最大热功率．
解析：MN 沿斜面向上运动产生感应电动势，ab 和cd 相当于外电阻
并联，ab 和cd 中电流相同，MN 的电流为ab 中电流的两倍．当ab 部分的焦耳热为Q ，cd 部分焦耳热也为Q ，MN 的电阻为2R ，消耗的焦耳热为8Q ．
设MN 的初速度为v0，根据能量守恒
12mv mgh 10Q mv 2mgh 20Q 0202＝＋即＝＋
MN 在上滑过程中，产生最大的感应电动势为E ． E ＝BLv0
最大热功率为，＝＝P P P E R R B L mgh Q Rm 2
222222025++/().
点拨：弄清能量转化的途径，用能的转化和守恒定律来求解．
【例3】如图17－69所示，质量为m 高为h 的矩形导线框在竖直面内下
落，其上下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界高亦为
h 的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的内能为 [ ]
A ．mgh
B ．2mgh
C ．大于mgh 而小于2mgh
D ．大于
2mgh
点拨：匀速穿过即线框动能不变，再从能量转化与守恒角度分析．参考答案：B
【例4】如图17－70所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R ，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为m ，电阻不计的金属棒ab 在沿斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度h ．在这过程中 [ ]
A ．金属棒所受各力的合力所做的功等于零
B ．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh 和电阻R 产生的焦耳热之和
C ．恒力F 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R
上产生的焦耳热之和
D ．恒力F 和重力的合力所做的功等于电阻R 上产生的焦耳热
点拨：电磁感应过程中，通过克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，再通过电阻转化成内能(焦耳热)，故W 安与电热Q 不能重复考虑，这一点务须引起足够的注意．参考答案：AD
法拉第电磁感应定律应用(2)·典型例题解析
【例1】如图17－84所示，MN 、PQ 为足够长的水平导电轨道，
其电阻可以忽略不计，轨道宽度为L ，ab ，cd 为垂直放置在
轨道上的金属杆，它们的质量均为m ，电阻均为R ，整个装置
处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B ．现用水平
力拉cd 杆以恒定的速率v 向右匀速滑动，设两杆与轨道间的
动摩擦系数为μ，求ab 杆可以达到的最大速度和此时作用在cd 杆上水平拉力做功的瞬时功率．
解析：由楞次定律可知，当cd 向右匀速运动时，ab 也向右运动．
当ab 有最大速度vm 时，μmg ＝BIL
I ＝＝∆Φ∆∆∆∆/()/t R R BL v t v t R R m +-+t 联立①②有：＝－v v m 222μmgR B L
此时作用在cd 杆上水平拉力F 做功的瞬时功率为P ＝Fv ＝(F 安＋f)v ＝(BIL ＋μmg)v
∴＝ P 2mgv μ 点拨：要明确最大速度的条件，分析电路中的电流、安培力和金属
棒的运动之间相互影响、相互制约的关系．
【例3】如图17－86所示，用粗、细不同的铜丝制成两个边长相同
的正方形闭合线圈a 和b ，让它们从相同高处同时自由下落，下落中
经过同一有边界的水平匀强磁场，设线框下落过程中始终保持竖直
且不计空气阻力，试分析判断两框落地的先后顺序．
点拨：本题是对两种情况进行比较，我们通过对一般情形列式分析，找到本质规律再作判断．这是一种比较可靠的方法．参考答案：b 先落地。
【例4】如图17－87所示，两金属杆ab 和cd ，长均为L ，电阻均为R ，质量分别为M 和m ，M ＞m ．用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合电路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处在水平位置，整个装置处
在一与回路平面垂直的磁感强度为B 的匀强磁场中，若金属杆ab
正好匀速向下运动，求ab 的运动速度．
点拨：本题可通过用整体法来求解，也可通过对两棒分别隔离分析
用受力平衡的知识求解．
参考答案：v m ＝(M －m)R/2B2l2
法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小·典型例题解析
【例1】如图17－13所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存
在匀强磁场中，磁场的磁感强度为B ，方向与角架所在平面垂直，一段直
导线ab ，从角顶c 贴着角架以速度v 向右匀速运动，求：(1)t 时刻角架
的瞬时感应电动势；(2)t 时间内角架的平均感应电动势？
解析：导线ab 从顶点c 向右匀速运动，切割磁感线的有效长度de 随时间
变化，设经时间t ，ab 运动到de 的位置，则
de ＝cetan θ＝vttan θ
(1)t 时刻的瞬时感应电动势为：E ＝BLv ＝Bv2tan θ·t
(2)t 时间内平均感应电动势为：
E ＝···θθ·∆Φ∆∆∆t B S t B vt vt t Bv t ===12122tan tan
点拨：正确运用瞬时感应电动势和平均感应电动势表达式，明确产生感应电动势的导体是解这个题目的关键．
【例2】如图17－14所示，将一条形磁铁插入某一闭
合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s ，设插入方
式相同，试求：
(1)两次线圈中平均感应电动势之比？
(2)两次线圈之中电流之比？
(3)两次通过线圈的电量之比？
解析：
(1)(2)(3)．
·．·．E E t t t t I I E R R E E E q q I t I t 121221121212121122212111========∆Φ∆∆∆Φ∆∆∆∆
点拨：两次插入时磁通量变化量相同，求电荷量时电流要用平均值．
【例3】如图17－15所示，abcd区域里有一匀强磁场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁场．o是圆环的圆心，AB是圆环竖直直径的两个端点，那么[ ]
A．当A与d重合时，环中电流最大
B．当O与d重合时，环中电流最大
C．当O与d重合时，环中电流最小
D．当B与d重合时，环中电流最大
点拨：曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定的方向上投影线的长度是有效切割长度．参考答案：B
楞次定律的应用·典型例题解析
【例1】如图17－50所示，通电直导线L和平行导轨在同一平面内，
金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路，ab可沿导轨自由滑
动．当通电导线L向左运动时[ ]
A．ab棒将向左滑动 B．ab棒将向右滑动
C．ab棒仍保持静止
D．ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关
解析：当L向左运动时，闭合回路中磁通量变小，ab的运动必将阻碍回路中磁通量变小，可知ab棒将向右运动，故应选B．点拨：ab棒的运动效果应阻碍回路磁通量的减少．
【例2】如图17－51所示，A、B为两个相同的环形线圈，
共轴并靠近放置，A线圈中通有如图(a)所示的交流电i，则
[ ]
A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相斥
C．t1时刻两线圈间作用力为零
D．t2时刻两线圈间作用力最大
解析：从t1到t2时间内，电流方向不变，强度变小，磁场变弱，ΦA↓，B线圈中感应电流磁场与A线圈电流磁场同向，A、B相吸．从t2到t3时间内，IA反向增强，B中感应电流磁场与A中电流磁场反向，互相排斥．t1时刻，I A达到最大，变化率为零，ΦB最大，变化率为零，I B ＝0，A、B之间无相互作用力．t2时刻，I A＝0，通过B的磁通量变化率最大，在B中的感应电流最大，但A在B处无磁场，A线圈对线圈无作用力．选：A、B、C．
点拨：A线圈中的电流产生的磁场通过B线圈，A中电流变化要在B线圈中感应出电流，判定出B中的电流是关键．
【例3】如图17－52所示，MN是一根固定的通电长导线，电流方
向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线圈的位置偏向导
线左边，两者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线框整体受力
情况[ ]
A．受力向右 B．受力向左
C．受力向上 D．受力为零
点拨：用楞次定律分析求解，要注意线圈内“净”磁通量变化．参考答案：A
【例4】如图17－53所示，导体圆环面积10cm2，电容器
的电容C＝2μF(电容器体积很小)，垂直穿过圆环的匀强
磁场的磁感强度B随时间变化的图线如图，则1s末电容
器带电量为________，4s末电容器带电量为________，
带正电的是极板________．
点拨：当回路不闭合时，要判断感应电动势的方向，可假想回路闭合，由楞次定律判断出感应电流的方向，感应电动势的方向与感应电流方向一致．参考答案：0、2×10-11C；a；
变压器·典型例题解析
【例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变[ ]
A．I R不变、I C增大、I L减小
B．I R增大、I C增大、I L减小
C．I R增大、I C增大、I L不变
D．I R不变、I C增大、I L不变
解答：应选C．点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，IC＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L ＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关．
【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电
源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变
压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，
图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A．
解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)；因理想
变压器的初、次级功率相等, 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A)
即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A．
点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相
等的关系．
【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？
点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成
反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是
电容较小的电容器. 参考答案:
甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、
乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流．
【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V
12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，
通过初级线圈的电流之比．
点拨：关键是初、次级功率始终相等．参考答案：1∶3．
日光灯原理·典型例题解析
【例1】如图17－102所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是
电源，当开关S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________．当S断开
瞬间，通过电灯的电流方向是________．
解析：S闭合时，流经R的电流A→B．当S断开瞬间，由于电源提供给
R的电流很快消失，而线圈中电流减小时要产生一个和原电流方向相同
的自感电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，与电灯R构成放电电路．故通过R的电流方向是B→A．
点拔：S闭合瞬间与S断开瞬间线圈产生的自感电动势方向不同．
【例2】如图17－103所示，电源电动势E＝6V，内阻不计，A、B两灯都
标有“6V、0.3A”，电阻R和线圈L的直流电阻R L均为20Ω，试分析：
在开关S闭合和断开的极短时间内流过A、B两灯的电流变化情况？
解析：S闭合到电路稳定的极短时间内，随着L中的电流逐渐变化．A、B
两灯中电流分别从0.1 A和0.2 A逐渐增加和减少为0.15 A；S断开时A
中的电流由0.15 A立即变为零，B中的电流由向右0.15 A立即变为向左
0.15 A，然后逐渐减为零．
点拨：线圈作为瞬间电流源只能使得电流强度从原有值开始变化．
【例3】下列说法中正确的是 [ ]
A．电路中电流越大，自感电动势越大
B．电路中电流变化越大，自感电动势越大
C．线圈中电流均匀增大，线圈的电感系数也将均匀增大
D．线圈中电流为零时，自感电动势不一定为零
点拨：注意区分物理量，物理量的变化量，物理量的变化率参考答案：D
【例4】如图17－104所示，多匝线圈和电池的内阻均为零，两个电
阻的阻值均为R，开关S原来打开着，电路中的电流为I．现将S闭
合，于是电路中产生感应电动势，此自感电动势的作用是[ ]
A．使电路中的电流减小，最后由I减到零
B．有阻碍电流的作用，最后电流小于I
C．有阻碍电流增大的作用，故电流总保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为2I
点拨：自感作用阻碍的是电流的变化而不是电流．同时，“阻碍”不是“阻止”．
参考答案：D
相交流电·典型例题解析
【例1】在图18－30中输电线总电阻为1Ω，输送的电功率P＝
100kW．在下列两种情况下分别求出输电电流I，输电线上损耗的
功率P损．①输电电压U输＝400V；②输电电压U输＝10kV．
解答：根据公式P＝IU输先求出输电线上电流I，输电线上的损耗
功率为P线＝I2R线，用户得到的功率P用＝P－P线．解得：①I＝250A，P线＝62.5kW；②I′＝10A，P线′＝0.1kW．点拨：注意输电电压的变化所对应的各个物理量的变化．此题说明远距离送电必须采用高压送电的道理．
【例2】三相交流发电机的三个线圈中A相的电压为u＝311sin100πtV，那么 [ ]
A．三个线圈中交流电的频率都是50Hz
B．在t＝0时，其他两个线圈的输电电压为零
C．若按Y形接法，任意两线间的电压的最大值为380V
D．若按△形接法，任意两线间的电压的有效值为220V
点拨：三相交流发电机的每个线圈的频率、电压的有效值(或最大值)均相同，但由于不同步，所以任一时刻的瞬时值不同．在两种连接方式中线电压和相电压的关系不同．解答：正确答案是A、D．
自感与涡流典型例题
【例1】如图所示电路，A、B灯电阻均为R，闭合K1打开K2时，两
灯亮度一样，若再闭合K2待稳定后将K1断开，则断开瞬间：
A．B灯立即熄灭
B．A灯过一会儿才熄灭
C．流过B灯的电流方向是c→d
D．流过A灯的电流方向是b→a
【分析】电路中有一线圈L，在稳定的恒定电流路中，线圈相当于电阻很小的导线；当电路中的电流发生变化时，线圈会产生自感电动势阻碍电流的变化。【解答】 K1、K2闭合电路稳定时，灯A、B亮度相同，但都较弱，当K1断开的瞬间，B灯立即熄灭，但线圈L产生自感电动势，（加强原电流方向）在闭合回路cba中有自感电流，所以A灯不能立即熄灭，有b→a方向的电流通过。∴正确选项为A、B、D【说明】自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它仍遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律的规律，它是一种相当普遍的现象，只要电路中的电流发生变化，在线圈中都会有程度不同的自感现象发生。我们需要利用自感时，可加大自感系数，需要减弱自感影响时，可减小自感系数。
【例2】：在图所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2的零点在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“—”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开开关K的瞬间，下列说法中正确的是 [ ]
A、G1指针向右摆，G2指针向左摆
B、G1指针向左摆，G2指针向右摆
C、两表指针都向右摆
D、两表指针都向左摆
【分析】当开关K闭合时，流经电感线圈L的电流方向为自左向右流动。当断开开关K的瞬间，通过线圈L的电流将变小，根据楞次定律，必然感应电流方向与原电流方向相同，也将是自左向右流，以阻碍原电流减小的变化。这样在由L、G2、R及G1组成的闭合电路中，感应电流将从G2的负接线柱流入，因而G2的指针向左偏；感应电流将从G1的正接线柱流入，因而G1的指针向右偏。
【解答】 A 【说明】这是断电自感现象，自感电流流经由L和R组成的闭合回路，因此通过两电流表的电流方向必然相反。
【例3】在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁如图1。
现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A
点以某一初速向磁铁滑去。各物块在拜碰上磁铁前的运动情况将是
[ ]
A．都作匀速运动 B．甲、乙作加速运动
C．甲、乙作减速运动 D．乙、丙作匀速运动
【说明】本题容易误解选A是出于如下考虑：因为铜、铝、有机玻璃都属非铁磁性物质，它们在磁场里不能被磁化，因而不会受到磁铁的引力，故作匀速运动。【解答】正确选项C。
但本问题有新的物理现象再现：同属金属的铜块、铝块向磁铁靠近
时，穿过它们的磁通量发生改变，因此在其内部会产生感应电流I，如图2，这个电流在金属块内部自成回路，好像水的旋涡一样，故叫涡流。既有感应电流形成，则感应电流的效果对产生它的原因总起阻碍作用，所以铜块、铝块向磁铁的运动会受阻而减速。有机玻璃为非金属，不产生涡流现象.
高中物理磁场专题分类题型 一、【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题 1．如图所示，带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( ) A ．N 极竖直向上 B ．N 极竖直向下 C ．N 极沿轴线向左 D ．N 极沿轴线向右 解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确． 2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( ) A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等， B a ＞B b B ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B b C ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大 D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小 解析：选A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误． 3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( ) A ．IL B ，水平向左 B ．ILB ，水平向右 C ．3ILB π，水平向右 D ．3ILB π ，水平向左
解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π ，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左． 4．如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为B 2，那么B 2与B 1之比为( ) A ．3∶1 B ．3∶2 C ．1∶1 D ．1∶2 解析：选B ．如图所示，当通有电流的长直导线在M 、N 两处时，根据安培定则可知： 二者在圆心O 处产生的磁感应强度大小都为B 12 ；当将M 处长直导线移到P 处时，两直导线在圆心O 处产生的磁感应强度大小也为B 12，做平行四边形，由图中的几何关系，可得B 2B 1＝B 2 2B 1 2 ＝cos 30°＝32 ，故选项B 正确． 5.阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示．若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是( ) A ．电路中的电源必须是交流电源 B ．电路中的a 端点须连接直流电源的负极 C ．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度 D ．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度 解析：选C ．电磁铁产生磁性，使玩偶稳定地飘浮起来，电路中的电源必须是直流电源，
磁 场 【例1】磁场对电流的作用力大小为F ＝BIL （注意：L 为有效长度，电流与磁场方向应 ）．F 的方向可用 定则来判定． 试判断下列通电导线的受力方向． × × × × ． ． ． ． × × × ． ． × × × ． ． ． ． × × × × ． ． ． ． 试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向． 【例2】如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电 流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？ 解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力 的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90°后平移）。分析的关键是画出相关的磁感线。 【例3】 条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上 方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的 压力将会＿＿＿（增大、减小还是不变？）。水平面对磁 铁的摩擦力大小为＿＿＿。 解：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流， 所以互相吸引。 【例4】 如图在条形磁铁N 极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时 针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？ B B B B
解：用“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”最简单：条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转。（本题如果用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”将出现判断错误，因为那只适用于线圈位于磁铁外部的情况。） 【例5】 电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。 该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？ 解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线 圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互 相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。 2.安培力大小的计算 F =BLI sin α（α为B 、L 间的夹角）高中只要求会计算α=0（不受安培力）和α=90°两种情况。 【例6】 如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L 。匀强 磁场磁感应强度为B 。金属杆长也为L ，质量为m ，水平放在导轨上。 当回路总电流为I 1时，金属杆正好能静止。求：⑴B 至少多大？这时 B 的方向如何？⑵若保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上， 应把回路总电流I 2调到多大才能使金属杆保持静止？ 解：画出金属杆的截面图。由三角形定则得，只有当安培力方向沿 导轨平面向上时安培力才最小，B 也最小。根据左手定则，这时B 应垂 直于导轨平面向上，大小满足：BI 1L =mg sin α， B =mg sin α/I 1L 。 当B 的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿 导轨方向合力为零，得BI 2L cos α=mg sin α，I 2=I 1/cos α。（在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系）。 【例7】如图所示，质量为m 的铜棒搭在U 形导线框右端，棒长和 框宽均为L ，磁感应强度为B 的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后， 在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h 后的水平位移为s 。求闭合电 键后通过铜棒的电荷量Q 。 解：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量F Δt =mv 0 而被平抛出去，其中F =BIL ，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q =I Δt ，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度h g s t s v 20==，最终可得h g BL ms Q 2=。 【例8】如图所示，半径为R 、单位长度电阻为λ 的均匀导体环固定
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答 案) 高中物理《磁场》典型题(经典推荐) 一、单项选择题 1.下列说法中正确的是： A。在静电场中电场强度为零的位置，电势也一定为零。 B。放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量 q 发生变化时，该检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 的比值保持不变。 C。在空间某位置放入一小段检验电流元，若这一小段检验电流元不受磁场力作用，则该位置的磁感应强度大小一定为零。 D。磁场中某点磁感应强度的方向，由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定。 2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。如关系式 U=IR，既反映了电压、电流和电阻之
间的关系，也确定了 V（伏）与 A（安）和Ω（欧）的乘积等效。现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J （焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、Ω（欧） 和 T（特），由他们组合成的单位都与电压单位 V（伏）等效 的是： A。J/C 和 N/C B。C/F 和 T·m2/s C。W/A 和 C·T·m/s D。W·Ω 和 T·A·m 3.如图所示，重力均为 G 的两条形磁铁分别用细线 A 和 B 悬挂在水平的天花板上，静止时，A 线的张力为 F1，B 线 的张力为 F2，则： A。F1=2G，F2=G B。F1=2G，F2>G C。F1G D。F1>2G，F2>G 4.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1s 时间内均匀地增
大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为： A。1/2 B。1 C。2 D。4 5.如图所示，矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀 强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示，由以上信息可知，从图中 a、b、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为：A。3、5、4 B。4、2、5 C。5、3、2 D。2、4、5 t 2
磁场典型例题 （一）磁通量的大小比较与磁通量的变化 例题1. 如图所示，a、b为两同心圆线圈，且线圈平面均垂直于条形磁铁，a的半径大于b，两线圈中的磁通量较大的是线圈___________。 解析：b 部分学生由于对所有磁感线均通过磁铁内部形成闭合曲线理解不深，容易出错。 例题2. 磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直面成θ角。将abcd绕ad轴转180o角，则穿过线圈的磁通量的变化量为（） A. 0 B. 2BS C. 2BSc osθ D. 2BSs inθ 解析：C部分学生由于不理解关于穿过一个面的磁通量正负的规定而出现错误。 （二）等效分析法在空间问题中的应用 例题3. 一个可自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图所示的电流时，则从左向右看，线圈L1将（） A. 不动 B. 顺时针转动 C. 逆时针转动 D. 向纸外平动
解析：C 本题可把L1、L2等效成两个条形磁铁，利用同名磁极相斥，异名磁极相吸，即可判断出L1将逆时针转动。 （三）安培力作用下的平衡问题 例题4. 一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l。线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里。线框中通以电流I，方向如图所示。开始时线框处于平衡状态。令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡。在此过程中线框位移的大小＝__________，方向_____________。 解析：，向下。本题为静力学与安培力综合，把安培力看成静力学中按性质来命名的一个力进行受力分析，是本题解答的基本思路。 例题5. 如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN质量为10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，大小为0.8T，电源电动势为10V，内阻为1Ω。当开关S闭合时，MN处于平衡状态时变阻器R1多大？（已知θ＝45o） 解析：R1＝7Ω。本题考查的知识点有三个：安培力的大小和方向、闭合电路欧姆定律、物体受力平衡。关键在于画出通电导线受力的平面图。 （四）洛仑兹力作用下的匀速圆周运动（有界磁场） 例题6. 如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场后速度方向与电子原来入射方向的夹角为30o，则电子的质量是_________，穿过磁场的时间___________。
1、如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A 2A 4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A 2A 4与A 1A 3的夹角为60°。一质量为m 、带电量为+q 的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A 1处沿与A 1A 3成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A 2A 4的方向经过圆心O 进入Ⅱ区，最后再从A 4处射出磁场。已知该粒子从 射入到射出磁场所用的时间为t ，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。 粒子运动轨迹如图，B 1、B 2分别表示磁场Ⅰ、Ⅱ区磁感应强度，设粒子的入射速度为v ，用R 1、R 2、T 1、T 2分别表示粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ区 的轨道半径和周期， 带电粒子在磁场Ⅰ内： 几何知识 1 1 qB mv r R == 在Ⅰ区磁场中运动时间为1 11361qB m T t π==
带电粒子在磁场Ⅱ内： 几何知识22r R = 2 2qB mv r = 在Ⅱ区磁场中运动时间为2 2221qB m T t π== 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间 由以上各式可得 2、在平面直角坐标系xOy 中，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以一定的初速度垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，已知ON =d , 如图所示.不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中运动的轨道半径R ； （2）粒子在M 点的初速度v 0的大小; （3）粒子从M 点运动到P 点的总时间t .
高中物理磁场经典习题(题型分类)含答案 题组一 1.在xOy平面内，y≥0的区域有垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量大小为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以速度v射入。粒子的重 力不计。求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。 2.如图所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点 有一小孔e。盒子中存有沿ad方向的匀强电场，场强大小为E。一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带 电粒子，粒子的初速度为v，经电场作用后恰好从e处的小孔 射出。现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子仍恰好从e孔射出。不考虑带电粒 子的重力和粒子之间的相互作用。 1）所加的磁场的方向是什么？
2）电场强度E与磁感应强度B的比值是多少？ 题组二 4.如图所示的坐标平面内，在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B1 = 0.20 T的匀强磁场，在y轴的右 侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125 m的匀强磁场B2.某时刻 一质量为m=2.0×10^-8 kg、电量为q=+4.0×10^-4 C的带电微 粒（重力可忽略不计），从x轴上坐标为（-0.25 m，0）的P 点以速度v=2.0×10^3 m/s沿y轴正方向运动。试求： 1）微粒在y轴的左侧磁场中运动的轨道半径； 2）微粒第一次经过y轴时速度方向与y轴正方向的夹角； 3）要使微粒不能从右侧磁场边界飞出，B2应满足的条件。 5.图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域
人教版高二物理（选修3-1）第三章磁场 3.1-3.2磁现象和磁场磁感应强度典型例题深度分析 【例1】以下说法中正确的是( ) A.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的 B.电流与电流的相互作用是通过电场产生的 C.磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D.磁场和电场是同一种物质 思路分析：电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁体与磁体间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力.磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点. 答案：A 温馨提示：①注意磁场与电场的区别；②理解磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的. 【例2】在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是( ) A.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上 B.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方 C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方 D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方 思路分析：把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转. 答案：C 温馨提示：通电直导线的磁场与磁体产生的磁场本质是相同的. 【例3】关于磁场，下列说法中正确的是( ) A.其基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用 B.磁场是看不见摸不着、实际不存在而是人们假想出来的一种物质 C.磁场是客观存在的一种特殊物质形态 D.磁场的存在与否决定于人们的思想，想其有则有，想其无则无 思路分析：磁场是客观存在的一种特殊物质，是不以人的意志为转移的，磁体与磁体之间和磁体与电流之间的相互作用力，就是通过磁场来实现的. 答案：AC 温馨提示：对比电场来理解磁场的概念. 【例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 解答：正确的应选D． 点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关． 【例4】在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通
【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断，地球总体上应该是：（A） A.带负电; B.带正电; C.不带电; D.不能确定 解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A. 【例2】如图所示，正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有 一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（AC） A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等 B.四条侧棱上的磁感应强度都相同 C.在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小 D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大 解析:因通电直导线的磁场分布规律是B∝1/r，故A,C正确，D错误．四条侧棱上的磁感应强度大小相等，但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同，故B错误 【例3】六根导线互相绝缘，所通电流都是I，排成如图10一5所示的形状，区域A、B、C、D均为相等的正方形，则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域？该区域的磁场方向如何？ 解析：由于电流相同，方格对称，从每方格中心处的磁场来定性比较即可，如在任方格中产生的磁感应强度均为B，方向由安培定则可知是向里，在A、D I 1 方格内产生的磁感应强度均为B/，方向仍向里，把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中，可以看出在B、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同，叠加后磁场削弱． 【例4】一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0．1N，则该点的磁感强度为（） A．B＝2T； B．B≥2T； C、B≤2T ；D．以上三种情况均有可能 解析：由B＝F/IL可知F/IL＝2（T）当小段直导线垂直于磁场B时，受力最大，因而此时可能导线与B不垂直，即Bsinθ＝2T，因而B≥2T。 说明：B的定义式B＝F/IL中要求B与IL垂直，若不垂直且两者间夹角为θ，则IL在与B垂直方向分上的分量即ILsinθ，因而B=F/ILsinθ，所以F/IL=Bsin θ．则B≥F/IL。 【例5】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是：（ D ） A、磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关 B、磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致 C、在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小一定为零 D、在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大 分析与解： 磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处为一恒量，其大小可由B=F/IL 计算，但与试探电流元的F、I、L诸情况无关；B的方向规定为磁针N极受磁场
磁现象磁场知识点的例题及其解析 【例题1】将小磁针放在磁场中，小磁针静止时极所指的方向规定为该点的磁场方向；磁场越强的地方，磁感线分布越。 答案：北；密。 解析：掌握磁场、磁场的性质及磁场方向的判定；掌握磁感线的概念、方向及分布。磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用；放在磁场中的某一点的小磁针静止时，北极所指的方向就是该点的磁场方向；为了描述磁场，人们引入了磁场的概念，磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁场越强的地方，磁感线分布越密。 【例题2】下列有关磁场的说法错误的是（） A．磁体周围的磁场是真实存在的 B．磁感线是为了描述磁场面虚拟的封闭曲线 C．通电导体周围存在着磁场 D．地面上的指南针N极总是指向地理的南极 答案：D 解析：A.磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，故A正确； B.磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，故B正确； C.根据奥斯特实验可知，通电导体周围存在着磁场，故C正确； D.地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N 极指向地磁的南极即地理的北极，故D错误。 【例题3】如图所示，磁悬浮地球仪应用了（选填“同”或“异”）名磁极相互排斥的规律：磁悬浮地球仪悬浮静止时，底座对地球仪的斥力与地球仪受到的重力（选填“是“或“不是”）一对平衡力。 答案：同；是。 解析：因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的； 因为球体静止在空中时受两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的底座对它的斥力。在这两个力的作用下地球仪保持静止，所以这两个力是一对平衡力。 【例题4】下列说法中正确的是（） A．用磁感线可以描述磁场的强弱 B．只要导体在磁场中运动，该导体中就会产生感应电流 C．通电导体产生的磁场的方向与通过该导体的电流方向有关 D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 答案：AC． 1
磁场综合--高中物理模块典型题归纳（含详细答案） 一、单选题 1.如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角．己知磁场I、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为（） A.2cosθ B.sinθ C.cosθ D.tanθ 2.如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时电阻丝AB段受到的安培力为F，则此时三根电阻丝受到的合安培力大小为（） A.F B.1.5F C.2F D.3F 3.如图所示，在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子以速度v从左侧射入，方向垂直于电场方向和磁场方向，当它从右侧射出场区时，动能比射入时小，若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的，可采取的措施有（不计重力）() A.可使电场强度增强 B.可使磁感应强度增强 C.可使粒子带电性质改变（如正变负） D.可使粒子射入时的动能增大 4.两个大小不同的绝缘金属圆环如图叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，下列叙述正确的是（）
A.小圆环中产生顺时针方向的感应电流 B.小圆环中产生逆时针方向的感应电流 C.小圆环中不产生感应电流 D.小圆环有向左运动的趋势 5.如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1> I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力，则下列说法正确的是（） A.两根导线相互排斥 B.为判断F1的方向，需要知道I l和I2的合磁场方向 C.两个力的大小关系为F1> F2 D.仅增大电流I2，F1、F2会同时都增大 6.如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现从ab边的中点O处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是（） A.匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为 B.匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
第9讲磁场及带电粒子在磁场中的运动 一、选择题(本题共8小题，其中1～4题为单选，5～8题为多选) 1．(2018·山东省潍坊市高三下学期一模) 如图所示，导体棒ab用绝缘细线水平悬挂，通有由a到b的电流。ab正下方放一圆形线圈，线圈通过导线，开关与直流电源连接。开关闭合瞬间，导体棒ab 将(B ) A．向外摆动 B．向里摆动 C．保持静止，细线上张力变大 D．保持静止，细线上张力变小 [解析]开关闭合瞬间，圆形线圈的电流顺时针方向，根据右手螺旋定则可知导体棒ab的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知导体棒ab将向里摆动，故B正确，ACD错误；故选B。 2 (2018·山东省历城高三下学期模拟)如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线EF、GH连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当O中通以垂直纸面方向向里的电流时(D ) A．长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为逆时针方向B．半圆弧导线ECH受安培力大于半圆弧导线FDG受安培力C．EF所受的安培力方向垂直纸面向外 D．从上往下看，导线框将顺时针转动 [解析]当直导线O中通以垂直纸面方向向里的电流时，由安培定则可判断出长直导线O产生的磁场方向为顺时针方向，选项A错误；磁感线是以O为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，选项B错误；由左手定则可判断出直导线EF所受的安培力方向垂直纸面向里，选项C错误；GH 所受的安培力方向垂直纸面向外，从上往下看，导线框将顺时针转动，选项D正确；故选D。 3 (2018·河南省郑州市高三下学期模拟)如图所示，在边长为L 的正
磁场典型例题 【容和方法】 本单元容包括磁感应强度、磁感线、磁通量、电流的磁场、安培力、洛仑兹力等根本概念，以与磁现象的电本质、安培定那么、左手定那么等规律。 本单元涉与到的根本方法有，运用空间想象力和磁感线将磁场的空间分布形象化是解决磁场问题的关键。运用安培定那么、左手定那么判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况是将力学知识与磁场问题相结合的切入点。 【例题分析】 在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：不能准确地再现题目中所表达的磁场的空间分布和带电粒子的运动轨迹：运用安培定那么、左手定那么判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况时出错；运用几何知识时出现错误；不善于分析多过程的物理问题。 例1 如图10-1，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线以垂直于纸面向外的电流，那么以下说确的是：[ ] A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁对桌面的压力不变 D．以上说法都不可能 【错解分析】错解：磁铁吸引导线而使磁铁导线对桌面有压力，选B。 错解在选择研究对象做受力分析上出现问题，也没有用牛顿第三定律来分析导线对磁铁的反作用力作用到哪里。 【正确解答】 通电导线置于条形磁铁上方使通电导线置于磁场中如图10-2所示，由左手定那么判断通电导线受到向下的安培力作用，同时由牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，磁铁对通电导线有向下作用的同时，通电导线对磁铁有反作用力，作用在磁铁上，方向向上，如图10-3。对磁铁做受力分析，由于磁铁始终静止，无通电导线时，N = mg，有通电导线后N+F′=mg，N=mg-F′，磁铁对桌面压力减小，选A。 例2 如图10-4所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化是：[ ] A．先减小后增大 B．始终减小 C．始终增大 D．先增大后减小 【错解分析】错解：条形磁铁的磁性两极强，故线框从磁极的一端移到另一端的过程中磁性由强到弱再到强，由磁通量计算公式可知Φ=B·S，线框面积不变，Φ与B成正比例变化，所以选A。 做题时没有真正搞清磁通量的概念，脑子里未正确形成条形磁铁的磁力线空间分布的模型。因此，盲目地生搬硬套磁通量的计算公式Φ=B·S，由条形磁铁两极的磁感应强度B大于中间局部的磁感应强度，得出线框在两极正上方所穿过的磁通量Φ大于中间正上方所穿过的磁通量。 【正确解答】 规画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图，如图10-5所示。利用Φ=B·S定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小，选D。
几种常见的磁场典型问题分析 1．磁感线 ⑴．磁感线是为了形象描述磁场而在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向一致。 ⑵．磁感线的物理意义 ①磁感线上任意一点的切线方向表示该位置的磁场方向，亦即小磁针在该位置时N极的受力方向，或小磁针在该位置静止时N极的指向。 ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁感线密集处磁场强，稀疏处磁场弱。 ⑶．磁感线的特点 ①磁感线为闭合曲线，无起点和终点。在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极。 ②在稳定的磁场中，某一点只有惟一确定的磁场方向，所以两条磁感线不能相交。 ③磁感线也不相切。若磁感线相切，则切点处的磁场将趋近于无穷大，这是不可能的。 ④磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ⑷．磁场的磁感线和静电场的电场线的关系 ①电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述； ②电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线； ③电场线上每一点的切线方向都是跟该点电场方向一致，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致； ④电场线的疏密程度表示电场的强弱，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 2．几种典型磁体周围的磁感线分布 ⑴．磁感线的实验模拟：在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。 ⑵．几种典型磁体周围的磁感线分布 匀强磁场蹄形磁铁磁场条形磁铁磁场辐向磁场 图1 直线电流磁场环形电流磁场通电螺线管磁场 ⑶．直线电流磁场的磁感线
高二物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析 1.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定 电流，不计其他磁场的形响，则( ) A．小磁针保持不动 B．小磁针的N将向下转动 C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动 D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动 【答案】C 【解析】由安培定则知，通电直导线在下方产生的磁场方向垂直直面向里，而磁场方向即小磁针 静止时N极指向，故小磁针N极会垂直纸面向里转动，选项C正确，其余错误。 【考点】通电直导线磁场安培定则 2.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度 均为I，方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度 B=kI/r，其中k为常数) 。某时刻有一电子(质量为m、电量为e)正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为（） A．方向垂直纸面向里，大小为 B．方向指向x轴正方向，大小为 C．方向垂直纸面向里，大小为 D．方向指向x轴正方向，大小为 【答案】A 【解析】由安培定则和矢量叠加原理，可知原点O处的磁感应强度唯一由Ｒ处的电流决定，大小为，方向指向x轴负正方向，用左手定则可判定电子洛伦兹力的方向为垂直纸 面向里，大小为，A正确。 【考点】通电直导线周围磁场的方向，洛伦兹力、洛伦兹力的方向 3.下面关于磁场的一些说法中正确的是( ) A．所有的磁场都是由于电荷的运动而产生的，即都是由电流产生的 B．所有的磁场的磁感线都是闭合曲线，或者伸向无穷远 C．磁场中某点的磁感线的切线方向就是磁感应强度的方向，即小磁针N极在该点的受力方向D．某小段通电导线不受磁场力的作用，说明该点的磁感应强度为零
磁场典型例题解析 一、磁场与安培力的计算 【例题1】两根无限长的平行直导线a 、b 相距40cm ，通过电流的大小都是3.0A ，方向相反。试求位于两根导线之间且在两导线所在平面内的、与a 导线相距10cm 的P 点的磁感强度。 【解说】这是一个关于毕萨定律的简单应用。解题过程从略。 【答案】大小为×10−6T ，方向在图9-9中垂直纸面向外。 【例题2】半径为R ，通有电流I 的圆形线圈，放在磁感强度大小为B 、方向垂直线圈平面的匀强磁场中，求由于安培力而引起的线圈内张力。 【解说】本题有两种解法。 方法一：隔离一小段弧，对应圆心角θ ，则弧长L = θR 。因为θ → 0（在图9-10中，为了说明问题，θ被夸大了），弧形导体可视为直导体，其受到的安培力F = BIL ，其两端受到的张力设为T ，则T 的合力 ΣT = 2Tsin 2 θ 再根据平衡方程和极限 x x sin lim 0x →= 0 ，即可求解T 。 方法二：隔离线圈的一半，根据弯曲导体求安培力的定式和平衡方程即可求解… 【答案】BIR 。 〖说明〗如果安培力不是背离圆心而是指向圆心， 内张力的方向也随之反向，
但大小不会变。 〖学员思考〗如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成（磁场仍然是进去的），且已知单位长度的电量为λ、环的角速度ω、环的总质量为M ，其它条件不变，再求环的内张力。 〖提示〗此时环的张力由两部分引起：①安培力，②离心力。 前者的计算上面已经得出（此处I = ω πλ•π/2R 2 = ω λR ），T 1 = B ωλR 2 ； 后者的计算必须．．应用图9-10的思想，只是F 变成了离心力，方程 2T 2 sin 2 θ = π θ2M ω2R ，即T 2 = π ω2R M 2 。 〖答〗B ωλR 2 + π ω2R M 2 。 【例题3】如图9-11所示，半径为R 的圆形线圈 共N 匝，处在方向竖直的、磁感强度为B 的匀强磁场中，线圈可绕其水平直径（绝缘）轴OO ′转动。一个质量为m 的重物挂在线圈下部，当线圈通以恒定电流I 后，求其静止时线圈平面和磁场方向的夹角。 【解说】这是一个应用安培力矩定式的简单问题，解题过程从略。 【答案】arctg mg NBIR π 。 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 【例题4】电子质量为m 、电量为q ，以初速度v 0垂直磁场进入磁感强度为B 的匀强磁场中。某时刻，电子第一次通过图9-12所示的P 点，θ为已知量，试求： （1）电子从O 到P 经历的时间； （2）O →P 过程洛仑兹力的冲量。 【解说】圆周运动的基本计算。解题过程从略。 值得注意的是，洛仑兹力不是恒力，故冲量不能通过定义式去求，而应根据
安培分子电流假说 磁性材料·典型例题解析 【例1】 关于分子电流，下面说法中正确的是 [ ] A ．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的 B ．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的 C ．“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流 D ．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象 点拨：了解物理学发展历史，不仅能做好这类题，也能帮助我们历史地去看待科学的发展进程．解答：正确的是B ． 【例2】 回旋加速器的磁场B ＝1.5T ，它的最大回旋半径r ＝0.50m ．当分别加速质子和α粒子时，求：(1)加在两个D 形盒间交变电压频率之比． (2)粒子所获得的最大动能之比． 解析：(1)T ＝2πm/Bq ，故f P /f α＝qp m α/q αm P ＝2． (2)由r ＝mv/Bq 可得v ＝Bqr/m ，所以被加速粒子的动能E k ＝mv 2/2＝B 2q 2r 2 /2m ．同一加速器最大半径r 和所加磁场相同，故E P /E α＝1． 点拨：比例法是解物理问题的有效方法之一．使用的程序一般是：根据研究对象的运动过程确定相应的物理规律，根据题意确定运动过程中的恒量，分析剩余物理量间的函数关系，建立比例式求解． 【例3】 如图16－74所示是显像管电子束运动的示意图．设加速电场两极间的电势差为U ，垂直于纸平面的匀强磁场区域的宽度为L ，要使电子束从磁场出来在图中所示120°范围内发生偏转(即上、下各偏转60°)，磁感应强度B 的变化范围如何？(电子电量e 、质量m 已知) 点拨：这是彩色电视机显像管理想化以后的模型．先确定电子运动的圆心再结合几何知识求解．参考答案例．≥≥3B 01232mU e 安培力 磁感应强度·典型例题解析 【例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 点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B 、I 、L 有关，还与导体的放法有关．解答：正确的
高考物理专题电磁学知识点之磁场经典测试题附答案解析 一、选择题 1．如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是 A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线 B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 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，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a＝m b＜m c＝m d，以不等的速度v a＜v b＝v c＜v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定( )
A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子 C．射到A1的是c离子D．射到A2的是d离子 5．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 6．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（） A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将逆时针转动 D．a导线受到的安培力大小始终为BI l 7．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（） A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
磁场典型例题
磁场典型例题 【内容和方法】 本单元内容包括磁感应强度、磁感线、磁通量、电流的磁场、安培力、洛仑兹力等基本概念，以及磁现象的电本质、安培定则、左手定则等规律。 本单元涉及到的基本方法有，运用空间想象力和磁感线将磁场的空间分布形象化是解决磁场问题的关键。运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况是将力学知识与磁场问题相结合的切入点。 【例题分析】 在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：不能准确地再现题目中所叙述的磁场的空间分布和带电粒子的运动轨迹：运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况时出错；运用几何知识时出现错误；不善于分析多过程的物理问题。 例1 如图10-1，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是：[ ]
A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁对桌面的压力不变 D．以上说法都不可能 【错解分析】错解：磁铁吸引导线而使磁铁导线对桌面有压力，选B。 错解在选择研究对象做受力分析上出现问题，也没有用牛顿第三定律来分析导线对磁铁的反作用力作用到哪里。 【正确解答】 通电导线置于条形磁铁上方使通电导线置于磁场中如图10-2所示，由左手定则判断通电导线受到向下的安培力作用，同时由牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，磁铁对通电导线有向下作用的同时，通电导线对磁铁有反作用力，作用在磁铁上，方向向上，如图10-3。对磁铁做受力分析，由于磁铁始终静止，无通电导线时，N = mg，有