2010高考物理专题复习6 磁场。
1 磁现象和磁场。
例1． 做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，通电后发现小磁针不动，用手拨动一下小磁针，小磁针转动180o后静止不动，由此可知通电直导线放置情况是（ ）
a．东西向 b．南北向 c．正西南 d．正西北。
例2．关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说。他是在怎样的情况下提出来的（ ）
a．安培通过精密仪器观察到分子电流。
b．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论。
c．安培根据环型电流的磁性与磁铁相似挺出的一种假说。
d．安培凭空想出来的。
例3．一根软铁棒被磁化是因为。
a．软铁棒中产生了分子电流。
b．软铁棒中分子电流取向杂乱无章。
c．软铁棒中分子电流消失了。
d．软铁棒中分子电流取向变得大致相同。
例4．如图3-1-5所示，在全自动洗衣机中，排水阀由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁心2动作，牵引排水阀的活塞，排除污水．牵引电磁铁结构如图所示．以下正确的是。
a．若a,b初输入交变电流，铁心2不能吸入线圈中。
b．若a,b初输入交变电流，铁心2能吸入线圈中。
c．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁心2的b为s极。
d．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁心2的b为n极。
例5．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图3-1-6所示。此时小磁针的s极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（ ）
a．向右飞行的正离子束 b．向左飞行的正离子束。
c．向右飞行的负离子束 d．向左飞行的负离子束。
2 磁感应强度磁通量。
例1．一小段通电直导线放在空间某个区域中不受到安培作用，能否说导线所在的区域的磁感应强度为零？
例2． 试比较电场强度的定义e=f/q和磁感应强度的定义b=f/il有什么相似之处。
例3．在纸面上有一个等边三角形abc，在b、c顶点处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图3-2-2所示，每根通电导线在三角形的a点产生的磁感应强度大小为b，则三角形a点的磁感应强度大小为方向为若c点处的电流方向反向，则a点处的磁感应强度大小为 ，方向为。
例4．如图3-2-3所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为。
a．φa<φb
b．φa>φb
c．φa=φb
d．无法比较。
3 磁场对电流的作用力。
例1．试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推斥力．
例2．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为f1；若将棒中的电流方向，当棒静止时，弹簧秤的示数为f2，且f2＞f1，根据这两个数据，可以确定（ ）
a．磁场的方向 b．磁感强度的大小
c．安培力的大小 d．铜棒的重力。
例3．如图所示，质量为的导体棒ab静止在水平导轨上，导轨宽度为，已知电源的电动势为，内阻为，导体棒的电阻为，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力．
例4．有一金属棒ab，质量为m，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示。轨道间距为l，其平面与水平面夹角为θ，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为b，金属棒与轨道的最大静摩擦力为其所受重力的k倍，回路中电源电动势为e，内阻不计，问滑动变阻器r调节在什么阻值范围内金属棒能静止在轨道上？
例5．如图所示，一个半径为r的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度b大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角。若导线环上载有一恒定电流i，试求磁场作用在圆环上安培力的大小和方向。
4 磁场对运动电荷的作用。
例1．如图3-4-1所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线ab时，发现射线的径迹向弯曲，则（ ）
a．导线中的电流从a到b
b．导线中的电流从b到a
c．若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变ab中的电流方向来实现。
d．电子束的径迹与ab 中的电流方向无关。
例2．如图3-4-2所示，质量为m，带电量为q的小球，在倾角为的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直纸面向外，若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和位移分别是多大？
例3．如图3-4-3所示为云室中某粒子穿过铅板p前后的轨迹。室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子（ ）
a．一定带正电 b．一定带负电。
c．不带电 d．可能带正电，也可能带负电。
例4．如图3-4-4所示，空间存在着由匀强磁场b和匀强电场e组成的正交电磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。有一带负电荷的小球p，从正交电磁场上方的某处自由落下，那么带电小球在通过正交电磁场时（ ）
a．一定作曲线运动 b．不可能作曲线运动。
c．可能作匀速直线运动 d．可能作匀加速直线运动。
例5. 如图3-4-5所示，矩形管长l、宽为d、高为h,上下两平面是绝缘体，相距为d的两侧面是导体，并用粗导线mn相连。令电阻率为ρ的水银充满管口，源源不断地流过该矩形管。
已知水银匀速通过管子的速度与管子两端的压强成正比，且当管两端压强差为p时，水银的流速为v0.今在矩形管所在的区域加一与管子的上下平面垂直的匀强磁场，磁场的磁感应强度为b(图中未画出).待稳定后，求水银在管中的流速。
5 带电粒子在匀强磁场中的运动。
例1．有一圆形边界的匀强磁场区域，一束质子流以不同的速率，由圆周上的同一点，沿半径方向射入磁场，质子在磁场中（ ）
a． 路程长的运动时间长 b．速率小的运动时间短。
c． 偏转角度大的运动时间长 d．运动的时间有可能无限长。
例2．如图3-5-2所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直平面并指向纸面外，磁感应强度为b．一带正电的粒子（不计重力）以速度v0从o点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为．若粒子射出磁场的位置与o点的距离为，求该粒子的电荷量与质量之比q/m．
例3．如图3-5-3所示，环状匀强磁场围成中空区域内有自由运动的带电粒子，但由于环状磁场的束缚，只要速度不很大，都不会穿出磁场的外边缘。设环状磁场的内半径r1=0.5m，外半径r2=1.
0m，磁场的磁感应强度b=1.0t，若被缚的带电粒子的荷质比为q/m=4×107c／kg，中空区域中带电粒子具有各个方向的速度，试计算：
1)粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度多大？
2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度多大？
例4.2023年6月2口，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，用于探测宇宙中是否有反物质和暗物质。所谓反物质的原子是由带负电的反原子核和核外正电子组成。
与11h、10n、0-1e等物质相对应的、10n﹑0+1e等称为反粒子。由于反粒子具有和相应粒子完全相同的质量及相反的电荷，可以用下述方法探测：如图3-5-4所示，为简化，设图中各粒子或反粒子沿什垂直于匀强磁场b的方向(oo′)进入截面为mnpq的磁谱仪时速度相同，且氢原子核(11h)在o′x轴上偏移的位移x.
恰为其半径r的一半，试预言反氢核(11h)和反氦核(42he)的轨迹及其在o′x轴上偏转的位移x1和x2.
例5.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。它的构造原理如图3-5-5所示，离子源s产生带电量为q的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压u加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为b的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片p上。
实验测得：它在p上的位置到入口处s1的距离为a，离子束流的电流为i.请回答下列问题：
1)在时间t**到照相底片p上的离子的数目为___
2)单位时间穿过入口处s1离子束流的能量为___
3)试证明这种离子的质量为。
典型例题】例1．a ，例2．c，例3．d，例4．bd，例5．ad
典型例题】例1．在电场中某点电荷不受电场力，可以肯定该点的电场强度等于零；磁场力比电场力复杂，通电导线与磁感线平行时是不受到安培力的，不能从安培力为零来推证磁感应强度也一定为零．
例2． 电场强度和磁感应强度都是按照比值法来定义的，它们都体现了比值与试探电荷（或一小段通电直导线）无关的本质，比值的大小和方向完全有电场或磁场本身决定。
例3． b 、 水平向右 ， b 、 竖直向下，例4．b
典型例题】例1．根据安培定则画出电流在导线处产生的磁场分布图；再根据左手定则可知通电导线受到的磁场力是向左的；然后根据牛顿第三定律，可知通电导线受到的磁场力是向左的，即通有同向电流的平行导线相互吸引．同理可得通有异向电流的平行导线是相互推斥的．
例2．acd 例3．
例4． 例5．2πbirsinθ，方向竖直向下。
典型例题】例1．正确选项是bc， 例2．（1）小球带正电．（2）v=mgcos/bq，s=m2gcos2/(2b2q2sin)，例例4．a，例5．
典型例题】例1．c．例2．，例3．(1)1.5×107m/s、(2)1.0×107m/s，例4．,，例5．(1)it/q 、(2)ui 、(3)略。
高考物理复习 磁场公式
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