广东省河源高级中学2022-2023学年高二下学期物理期中复习——磁场1

一．基本概念和规律

1．磁场的叠加

2．直流电流的磁场　安培定则

3．磁场对电流的作用——安培力

4．磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力

5．速度选择器与质谱仪

二．课前预习

1．两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O'Q在一条直线上PO'与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为(       )

A．B，0

B．0、2B

C．2B，2B

D．B，B

2．初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，电子所受重力不计，则(       )

A．电子将向右偏转，速率不变

B．电子将向左偏转，速率不变
  C．电子将垂直纸面向外偏转，速率改变

D．垂直纸面向内偏转，速率改变

3.（多选题）如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t=0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v-t图象可能是(       )

A． B．
C． D．

4.（多选题）英国物理学家阿斯顿首次制成质谱仪，并用此对同位素进行了研究。质谱仪的前端是速度选择器，如图所示，一束带电粒子不计重力从左端水平射入后，部分粒子沿直线从右端水平射出，则下列说法中正确的是(       )

A．射出的带电粒子一定带负电
B．速度选择器的上极板一定带正电
C．沿虚线水平射出的带电粒子的速率一定等于
D．若带电粒子的入射速度v，则粒子一定向上偏转

三．课堂练习

5．如图所示，直角坐标系中y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场，磁感应强度为B，右边界PQ平行于轴，一粒子重力不计从原点O以与x轴正方向成θ角的速率v垂直射入磁场，当斜向上射入时，粒子恰好垂直PQ射出磁场，当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出，则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为(       )

A．

B．

C．

D．

6．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若换作粒子在入口处从静止开始被同一电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的倍数是(       )

A．

B．

C．

D．

7．（多选题）如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子不计重力以速度v从A 点沿直径AOB方向射入磁场，经过t1时间从C点射出磁场，OC与OB成角，在磁场中的运动的轨迹长为L1。现将带电粒子的速度变为，仍从A点沿原方向射入磁场，则粒子在磁场中的运动时间变为t2，在磁场中的运动的轨迹长为L2。则下列等式中正确的是(       )

A．

B．

C．

D．

8．如图所示，在倾角为θ=37°的斜面上，固定一宽为L=1.0m的平行金属导轨．现在导轨上垂直导轨放置一质量m=0.4kg、电阻R=2.0Ω、长为1.0m的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数为µ=0.5。整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中．导轨所接电源的电动势为E=12V，内阻r=1.0Ω，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。现要保持金属棒ab在导轨上静止不动，求：

（1）金属棒所受安培力的取值范围；

（2）滑动变阻器接入电路中的阻值范围。

 

 

 

9．如图所示，两个同心圆，半径分别为r和2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆心O处有一放射源，可以释放出质量为m、电荷量为q的带负电的粒子，假设粒子速度方向都和纸面平行．

（1）图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子从磁场第一次穿出时恰好通过点，则初速度的大小是多少？

（2）要使粒子不穿出环形区域的外边界，则粒子的初速度大小不能超过多少？