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物理选修3-1第三章学案6带电粒子在匀强磁场中的运动(人教版选修3-1)资料

学案6带电粒子在匀强磁场中的运动

[学习目标定位] 1.理解带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场后做匀速圆周运动.2.会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并会用这些公式分析问题.3.知道质谱仪和回旋加速器的结构及其工作原理．

一、带电粒子在匀强磁场中的运动

1．带电粒子在磁场中运动时，它所受的洛伦兹力总与速度方向垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功(填“做功”或“不做功”)，粒子的动能大小不变(填“改变”或“不变”)，速度大小不变(填“改变”或“不变”)，故沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动．

2．质谱仪是一种精密仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．

一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，

最后打到照相底片D上(如图1)．则粒子进入磁场时的速率为v＝2qU

m，在磁场中运动的

轨道半径为r＝1

B 2mU

图1

二、回旋加速器

1．回旋加速器采用多次(多级)加速的办法：用磁场控制轨道、用电场进行加速．

2．如图2所示，两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场B中，所以粒子在磁场中做匀速圆周运动．经过半个圆周之后，当它再次到达两盒间的缝隙时，控制两盒间的电势差，使其恰好改变正负，于是粒子经过盒缝时再一次被加速．如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过盒缝，而两盒间的电势差一次一次地反向，粒子的速度就能够增加到很大．

图2

一、带电粒子在匀强磁场中的运动 [问题设计]

如图3所示，可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转．

图3

(1)不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？

(2)如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，圆半径如何变化？答案 (1)一条直线一个圆周 (2)减小增大 [要点提炼]

沿着与磁场垂直的方向射入磁场中的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动．向心力为洛仑兹力F ＝q v B ，由q v B ＝m v 2r 可知半径r ＝m v Bq ，又T ＝2πr v ，所以T ＝2πm Bq

[延伸思考] 由r ＝m v

Bq 知同一带电粒子，在同一匀强磁场中，半径r 会随着速度的增大而增

大，它的周期也会随着速度的增大而增大吗？答案不会，由T ＝2πr v ，得出T ＝2πm

Bq 与速度无关．

二、回旋加速器 [问题设计]

1．回旋加速器主要由哪几部分组成？回旋加速器中磁场和电场分别起什么作用？答案两个D 形盒．磁场的作用是使带电粒子回旋，电场的作用是使带电粒子加速．

2．对交流电源的周期有什么要求？带电粒子获得的最大动能由哪些因素决定？答案交流电源的周期应等于带电粒子在磁场中运动的周期．

当带电粒子速度最大时，其运动半径也最大，即r m＝m v m

Bq，再由动能定理得：E km＝

q2B2r2m

2m，

所以要提高带电粒子获得的最大动能，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径r m. [要点提炼]

1．回旋加速器中交流电源的周期等于带电粒子在磁场中运动的周期．

2．带电粒子获得的最大动能E km＝q2B2r2

2m，决定于D形盒的半径r和磁感应强度B.

[延伸思考]

为什么带电粒子加速后的最大动能与加速电压无关呢？

答案加速电压高时，粒子在加速器中旋转的圈数较少，而加速电压低时，粒子在加速器中旋转的圈数较多，最终粒子离开加速器时的速度与加速电压无关．

三、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析

1．圆心的确定方法：两线定一点

(1)圆心一定在垂直于速度的直线上．

如图4甲所示，已知入射点P(或出射点M)的速度方向，可通过入射点和出射点作速度的垂线，两条直线的交点就是圆心．

图4

(2)圆心一定在弦的中垂线上．

如图乙所示，作P、M连线的中垂线，与其中一个速度的垂线的交点为圆心．

2．半径的确定

半径的计算一般利用几何知识解直角三角形．做题时一定要做好辅助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形．

3．粒子在磁场中运动时间的确定

(1)粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时

间t＝α

360°T(或t＝α

2πT)．

(2)当v一定时，粒子在磁场中运动的时间t＝

v，l为带电粒子通过的弧长．

一、带电粒子在磁场中运动的基本问题

例1 带电荷量为q 的电荷，从静止开始经过电压为U 的电场加速后，垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，其轨道半径为R ，则电荷的( ) A ．动能为qU B ．动能为qRB C ．运动速率为2U BR D ．质量为B 2R 2q

解析电荷在电场中被加速，设加速后电荷的动能为E k ，由动能定理得：E k －0＝qU ，所以E k ＝qU ，选项A 正确；设电荷的质量为m 、速率为v ，电荷做圆周运动的半径R ＝m v qB ＝

m v 2

2qB v ＝2qU qB v ＝2U B v ，所以v ＝2U BR ，选项C 正确；将v ＝2U BR 代入R ＝m v qB 整理得m ＝B 2R 2q

2U ，选项D 正确．答案 ACD

方法点拨本例题中，电荷的质量和速率均为未知量，利用加速电场可求得电荷的动能，电荷轨迹半径公式中同时含有速度和质量两个未知量，结合动能表达式的形式，适当进行变换，消除一个未知量，求得另一个未知量．二、对质谱仪和回旋加速器原理的理解

例2 如图5是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的场强分别为B 和E .平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A 1A 2.平板S 下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．下列表述正确的是(

)

图5

A ．质谱仪是分析同位素的重要工具

B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E B

D ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷越小

解析根据Bq v ＝Eq ，得v ＝E B ，C 正确；在磁场中，B 0q v ＝m v 2r ，得q

m ＝v B 0r ，半径r 越小，

比荷越大，D 错误；同位素的电荷数一样，质量数不同，在速度选择器中电场力向右，洛伦兹力必须向左，根据左手定则，可判断磁场方向垂直纸面向外，A 、B 正确．答案 ABC

例3 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D 形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q ，质量为m ，粒子最大回旋半径为R max .求： (1)粒子在盒内做何种运动； (2)所加交变电流频率及粒子角速度； (3)粒子离开加速器时的最大速度及最大动能．

解析 (1)带电粒子在盒内做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大．

(2)粒子在电场中运动时间极短，因此高频交变电流频率要等于粒子回旋频率，因为T ＝2πm

qB ，

回旋频率f ＝1T ＝qB 2πm ，角速度ω＝2πf ＝qB

m .

(3)由牛顿第二定律知m v 2max

R max ＝qB v max

则R max ＝

m v max qB ，v max ＝qBR max

最大动能E kmax ＝12m v 2max ＝q 2B 2R 2max

答案 (1)匀速圆周运动 (2)qB 2πm qB

m (3)qBR max m q 2B 2R 2max 2m

方法点拨回旋加速器中粒子每旋转一周被加速两次，粒子射出时的最大速度(动能)由磁感应强度和D 形盒的半径决定，与加速电压无关．三、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题

例4 如图6所示，一束电荷量为e 的电子以垂直于磁感应强度B 并垂直于磁场边界的速度v 射入宽度为d 的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°，

求电子的质量和穿越磁场的时间．

图6

解析过M 、N 作入射方向和出射方向的垂线，两垂线交于O 点，

O 点即电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，连接ON ，过N 做OM 的垂线，垂足为P ，如图所示．由直角三角形OPN 知，电子运动的半径为 r ＝

d sin 60°＝23

① 由牛顿第二定律知q v B ＝m v 2

②

联立①②式解得m ＝23dBe

电子在无界磁场中运动的周期为 T ＝2πeB ·23dBe 3v ＝43πd 3v

电子在磁场中的轨迹对应的圆心角为θ＝60°，故电子在磁场中的运动时间为 t ＝16T ＝16×43πd 3v ＝23πd 9v 答案

2 3 dBe 3v 2 3 πd

方法点拨分析本题的关键是确定电子做匀速圆周运动的圆心，作辅助线，利用几何关系求解．

1.(带电粒子在磁场中运动的基本问题)如图7所示，水平导线中有电流I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I 的方向相同，则电子将( )

图7

A ．沿路径a 运动，轨迹是圆

B ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越大

C ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越小

D ．沿路径b 运动，轨迹半径越来越小答案 B

解析由左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲．又由r ＝m v

qB 知，B 减小，r 越来越大，故

电子的径迹是a .故选B.

2．(对回旋加速器原理的理解)在回旋加速器中( ) A ．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋 B ．电场和磁场同时用来加速带电粒子

C ．磁场相同的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大

D ．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关答案 AC

解析电场的作用是使粒子加速，磁场的作用是使粒子回旋，故A 选项正确，B 选项错误；粒子获得的动能E k ＝

(qBr m )2

，对同一粒子，回旋加速器的半径越大，粒子获得的动能越大，与交流电压的大小无

关，故C 选项正确，D 选项错误．

3.(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题)如图8所示，有界匀强磁场边界线SP ∥MN ，速率不同的同种带电粒子从S 点沿SP 方向同时射入磁场．其中穿过a 点的粒子速度v 1与MN 垂直；穿过b 点的粒子速度v 2与MN 成60°角，设粒子从S 到a 、b 所需时间分别为t 1和t 2，则t 1∶t 2为(重力不计)( )

图8

A ．1∶3

B ．4∶3

C ．1∶1

D ．3∶2 答案 D

解析如图所示，可求出从a 点射出的粒子对应的圆心角为90°.从b 点射出的粒子对应的圆心角为60°.由t ＝α

2π

T ，可得：t 1∶t 2＝3∶2，故选D.

题组一带电粒子在磁场中运动的基本问题

1．如果一带电粒子匀速进入一个磁场，除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中可能做( ) A ．匀速直线运动

B ．平抛运动

C ．匀加速直线运动

D ．变速曲线运动

答案 AD

解析如果粒子运动方向与磁场方向平行，则它不会受到洛伦兹力，做匀速直线运动，A 正确．在其他情况下，洛伦兹力的方向总与速度方向垂直，速度大小不变，但方向变化，所以只能做变速曲线运动，D 正确．粒子的加速度方向时刻改变，所以不能做匀加速直线运动和平抛运动，B 、C 均错误．故选A 、D.

2.质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图1中虚线所示，下列表述正确的是( )

图1

A ．M 带负电，N 带正电

B ．M 的速率小于N 的速率

C ．洛伦兹力对M 、N 做正功

D ．M 的运行时间大于N 的运行时间答案 A

解析根据左手定则可知N 带正电，M 带负电，A 正确；因为r ＝m v

Bq ，而M 的半径大于N

的半径，所以M 的速率大于N 的速率，B 错误；洛伦兹力不做功，C 错误；M 和N 的运行时间都为t ＝πm

，D 错误．故选A.

3.如图2所示，a 和b 带电荷量相同，以相同动能从A 点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径r a ＝2r b ，则可知(重力不计)( )

图2

A ．两粒子都带正电，质量比m a /m b ＝4

B ．两粒子都带负电，质量比m a /m b ＝4

C ．两粒子都带正电，质量比m a /m b ＝1/4

D ．两粒子都带负电，质量比m a /m b ＝1/4 答案 B

解析由于q a ＝q b 、E k a ＝E k b ，动能E k ＝12m v 2和粒子偏转半径r ＝m v qB ，可得m ＝r 2q 2B 2

2E k ，可

见m 与半径r 的平方成正比，故m a ∶m b ＝4∶1，再根据左手定则判知两粒子都带负电，故选B.

题组二对质谱仪和回旋加速器原理的理解

4.如图3所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，D 形盒半径为R .用该回旋加速器加速质子(质量数为1，核电荷数为1)时，匀强磁场的磁感应强度为B ，高频交流电周期

为T .(粒子通过狭缝的时间忽略不计)则( )

图3

A ．质子在D 形盒中做匀速圆周运动的周期为2T

B ．质子被加速后的最大速度可能超过2πR

C ．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

D ．不改变B 和T ，该回旋加速器也能用于加速α粒子(质量数为4，核电荷数为2) 答案 C

解析回旋加速器中的粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故A 错误；当粒子从D 形盒中出来时的最大速度为v m ＝2πR T ，故B 错误；根据q v m B ＝m v 2

m R ，得v m ＝qBR

m ，

与加速的电压无关．故C 正确．根据T ＝2πm

qB ，知质子换成α粒子，比荷发生变化，则在磁

场中运动周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期．故D 错误．

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4所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x ，可以判断( )

图4

A ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越大

B ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越小

C ．只要x 相同，则离子质量一定相同

D ．只要x 相同，则离子的比荷一定相同答案 AD

解析由动能定理qU ＝1

2m v 2.离子进入磁场后将在洛伦兹力的作用下发生偏转，由圆周运动

的知识，有：x ＝2r ＝2m v qB ，故x ＝2

2mU

，分析四个选项，A 、D 正确，B 、C 错误．题组三带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动

6.如图5所示，在x >0、y >0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy 平面向里，大小为B .现有一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，从x 轴上到原点的距离为x 0的P 点，以平行于y 轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y 轴的方向射出此磁场．不计重力的影响．由这些条件可知( )

图5

A ．不能确定粒子通过y 轴时的位置

B ．不能确定粒子速度的大小

C ．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间

D ．以上三个判断都不对答案 D

解析带电粒子以平行于y 轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y 轴的方向射出此磁场，故带电粒子一定在磁场中运动了1

4周期，从y 轴上距O 为x 0处射出，回旋角为90°，

由r ＝m v Bq 可得v ＝Bqr m ＝Bqx 0m ，可求出粒子在磁场中运动时的速度大小，另有T ＝2πx 0v ＝2πm Bq ，

可知粒子在磁场中运动所经历的时间，故选D.

7.如图6所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，两个相同的带电粒子先后沿AB 方向从A 点射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则( )

图6

A ．从P 点射出的粒子速度大

B ．从Q 点射出的粒子速度大

C ．从P 点射出的粒子，在磁场中运动时间长

D ．两粒子在磁场中运动时间一样长

答案 BD

解析根据带电粒子在匀强磁场中的运动特点，分别画出从P 、Q 出

射的粒子的轨迹如图：

由图可知从Q 出射的粒子的轨道半径更大一些，由q v B ＝m v 2

可知，R

＝m v qB ，所以从Q 点射出的粒子速度大，A 错，B 对；粒子在磁场中运动的周期满足T ＝2πm qB ，与速度v 无关，所以两个粒子周期相同，又因为轨迹对应的圆心角相等，所以两粒子在磁场中运动时间t ＝θ

2π

T 一样长，C 错、D 对．正确答案为B 、D.

8．如图7所示，在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速度v 射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法正确的是( )

图7

A ．在磁场中的运动时间相同

B ．在磁场中运动的轨道半径相同

C ．出边界时两者的速度相同

D ．出边界点到O 点的距离相等答案 BCD

9.如图8所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B .一质量为m 、电荷量为q 的粒子以速度v 从O 点沿着与y 轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A 点(图中未画出)时速度方向与x 轴的正方向相同，不计粒子的重力，则( )

图8

A ．该粒子带正电

B ．A 点与x 轴的距离为m v 2qB

C ．粒子由O 到A 经历时间t ＝πm

3qB

D ．运动过程中粒子的速度不变答案 BC

解析根据粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，A 项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，D 项错；粒子做圆周运动的半径r ＝m v

qB ，周期T

＝2πm qB ，从O 点到A 点速度的偏向角为60°，即运动了16T ，所以由几何知识求得点A 与x 轴的距离为m v 2qB ，粒子由O 到A 经历时间t ＝πm 3qB

，B 、C 两项正确．

10．长为l 的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，极板不带电．现有质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是( ) A ．使粒子的速度v

B ．使粒子的速度v >5Bql

C ．使粒子的速度v >Bql

D ．使粒子的速度Bql 4m

答案 AB

解析如图所示，带电粒子刚好打在极板右边缘时，有r 21＝(r 1

－l 2)2＋l 2

又r 1＝m v 1

Bq ，

所以v 1＝5Bql

粒子刚好打在极板左边缘时，有r 2＝l 4＝m v 2Bq ，v 2＝Bql

综合上述分析可知，选项A 、B 正确．

11．如图9所示，MN 是磁感应强度为B 的匀强磁场的边界．一质量为m 、电荷量为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场．若粒子速度为v 0，最远能落在边界上的A 点．下列说法正确的有( )

图9

A ．若粒子落在A 点的左侧，其速度一定小于v 0

B ．若粒子落在A 点的右侧，其速度一定大于v 0

C ．若粒子落在A 点左、右两侧d 的范围内，其速度不可能小于v 0－qBd

D ．若粒子落在A 点左、右两侧d 的范围内，其速度不可能大于v 0＋qBd

答案 BC

解析带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，q v 0B ＝m v 20

r ，所以r ＝m v 0qB ，当带电粒子从不同方

向由O 点以速度v 0进入匀强磁场时，其轨迹是半径为r 的圆，轨迹与边界的交点位置最远是离O 点2r 的距离，即OA ＝2r ，落在A 点的粒子从O 点垂直入射，其他粒子则均落在A 点左侧，若落在A 点右侧则必须有更大的速度，选项B 正确．若粒子速度虽然比v 0大，但进入磁场时与磁场边界夹角过大或过小，粒子仍有可能落在A 点左侧，选项A 、D 错误．若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内，设其半径为r ′，则r ′≥2r －d 2，代入r ＝m v 0qB ，r ′＝m v

qB ，

解得v ≥v 0－qBd

，选项C 正确．

12.如图10所示，一个质量为m 、电荷量为－q 、不计重力的带电粒子从x 轴上的P (a,0)点以速度v ，沿与x 轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y 轴射出第一象限，求：

图10

(1)匀强磁场的磁感应强度B ； (2)穿过第一象限的时间．答案 (1)

3m v 2qa (2)43πa

解析 (1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹，由图中几何关系知： R cos 30°＝a ，

得：R ＝23a

Bq v ＝m v 2

得：B ＝m v qR ＝3m v

2qa .

(2)运动时间： t ＝120°360°×2πm qB ＝43πa 9v

. 13．如图11，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直于xOy 所在纸面向外．某时刻在x ＝l 0、y ＝0处，一质子沿y 轴负方向进入磁场；同一时刻，在x ＝－l 0、y ＝0处，一个α粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直．不考虑质子与α粒子的相互作用，设质子的质量为m ，电荷量为e .则：

图11

(1)如果质子经过坐标原点O ，它的速度为多大？

(2)如果α粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，α粒子的速度应为何值？方向如何？答案 (1)eBl 0/2m

(2)2eBl 0/4m ，方向与x 轴正方向的夹角为π4

解析 (1)质子的运动轨迹如图所示，其圆心在x ＝l 0/2处，其半径r 1＝l 0/2. 又r 1＝m v /eB ，可得v ＝eBl 0/2m .

(2)质子从x ＝l 0处到达坐标原点O 处的时间为t H ＝T H /2，又T H ＝2πm /eB ，可得t H ＝πm /eB .

α粒子的周期为T α＝4πm /eB ，可得t α＝T α/4

两粒子的运动轨迹如图所示

由几何关系得r α＝22l 0

，又2e v αB ＝m αv 2α

r α，

解得v α＝2eBl 0/4m ，方向与x 轴正方向的夹角为π

高中物理选修3-1磁场知识点及习题知识讲解

一、磁场知识要点 1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特）。安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。） ⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。 2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁感应强度 IL F B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2 ) 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BS sinα。地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场

高二物理选修3-1磁场讲义汇总

磁场第一节我们周围的磁现象知识点回顾： 1、地磁场（1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。（3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。 2、磁性材料（1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。（2）按材料所含化学成分划分可分为和。（3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。（4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。知识点1：磁现象一切与磁有关的现象都可称为磁现象。磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为：（1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力；（2）利用磁体对通电线圈的作用力；（3）利用磁化现象记录信息。知识点2：地磁场（重点）地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。地磁场具有这样的特点：（1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；（2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱；（3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）拓展：地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性知识点3：磁性材料磁性材料一般指铁磁性物质。按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。易忽略点：怎样区分磁性材料如何判断给定的物体是采用硬磁性材料还是软磁性材料是学习中容易出错的地方。解决此类问题关键有两点： 1、明确所给物体的功能和原理； 2、熟悉这两种磁性材料的特点。

高中物理选修3-1知识点归纳(完美版)学习资料

物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e ＝1.60×10-19 C ）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F K Q Q r =12 2 （真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； k:静电力常量k ＝9.0×109 N ?m 2 /C 2 ；Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)；作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E F q =（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q ：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E KQ r =2 ｛r ：源电荷到该位置的距离（m ），Q ：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强AB U E d = ｛U AB :AB 两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F ＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB ＝φA -φB ，U AB ＝W AB /q ＝q P E Δ 减 8.电场力做功：W AB ＝qU AB ＝qEd ＝ΔE P 减｛W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减：带电体由A 到B 时势能的减少量｝ 9.电势能：E PA ＝q φA ｛E PA :带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA :A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔE P 减＝E PA -E PB ｛带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P 减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C ＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd ＝（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo ＝0)：W ＝ΔE K 增或2 2 mVt qU ＝ 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ：类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：d U E ＝垂直电场方向:匀速直线运动L ＝V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d ＝， F qE qU a m m m ＝＝＝注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；

高二物理选修3-1磁场练习题

《磁场》单元练习一．选择题：每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。 1、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动 C.a端转向纸外，b端转向纸里 D.a端转向纸里，b端转向纸外 2、一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心，在圆形轨道上运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e，质量为m，磁感强度为B，那么电子运动的可能角速度应当是 3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B 点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则 A.该离子带负电 B.A、B两点位于同一高度 C.C点时离子速度最大 D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点 4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是： A、速度 B、加速度 C、动量 D、动能 5、MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方向如图，带电粒子（不计重力）从a位置以垂直B 方向的速度V开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab = bc = cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的荷质比为：M N a b c d V B B

A 、 tB π B 、 tB 34π C 、π2tB D 、tB π3 6、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，如图。运动中经过b 点，oa=ob 。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，仍以V 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为： A 、V 0 B 、1 C 、2V 0 D 、 2 V 7、如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知： A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abcde C 、粒子运动方向是edcba D 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 8、带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A 时： A 、摆球受到的磁场力相同 B 、摆球的动能相同 C 、摆球的动量相同 D 、向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力 9、如图，磁感强度为B 的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I 象限。一质量为m ，带电量为q 的粒子以速度V 从O 点沿着与y 轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A 点时的速度方向平行于x 轴，那么： A 、粒子带正电 B 、粒子带负电 C 、粒子由O 到A 经历时间qB m t 3π= D 、粒子的速度没有变化 10、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则……………………（） A 、磁铁对桌面压力增大 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D 、桌面对磁铁摩擦力向右 O x y V 0 a b M N a b c d e O a x y O A V 0

高中物理选修3-1磁场

高中物理选修3-1磁场 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是() A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培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所受安培力的大小和方向无关 2.在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为() A．正东B．正西 C．正南D．正北 3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同方向如图的电流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，则a点处磁场方向为( ) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向里 C．沿纸面由a向d D．沿纸面由a向c 4.(2012·昆明一模)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是() 5. （多选）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( ) A．增大电场的加速电压，其他保持不变 B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变 C．减小狭缝间的距离，其他保持不变 D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变 6. （多选）长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是( ) A．使粒子的速度v< BqL 4m B．使粒子的速度v> BqL 4m C．使粒子的速度v> 5BqL 4m D．使粒子的速度 BqL 4m

高中物理选修3-1物理磁场

基础知识一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质二、磁感线为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向· *熟记常用的几种磁场的磁感线：三、磁感应强度 1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。 2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度． ①表示磁场强弱的物理量．是矢量． ②大小：B=F/Il（电流方向与磁感线垂直时的公式）． ③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．（根据实验得出的） ④单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T． ⑤点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值． ⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等． ⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.

人教版高中物理选修3-13磁场

（精心整理，诚意制作）高中物理选修3-1模块质量检测第三章磁场命题人：周新艳校对人：廖燕子一、单项选择题（本题共10小题每小题4分，共40分，每小题只有一个答案正确） 1、关于磁场，以下说法正确的是( ) A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 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 2、如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力作用的是( ) 3、如图所示为一种利用电磁原理制成的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器。当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，下列选项中正确的是（） A．当电流从a流入时，电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 B．当电流从a流入时，电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 C．当电流从b流入时，电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 D．以上说法都是错的

10、如图所示，细线下悬一带负电的小球，在竖直面内和一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C 时，摆线拉力的大小为F 1，摆球加速度大小为a 1 ；由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F 2，摆球加速度大小为a 2 ，则（） A、F1>F2,a1=a2 B、F1F2,a1>a2 D、F1

(完整版)高中物理选修3-1笔记磁场

第三章磁场 3.1磁现象和磁场一、磁现象 1.磁性：物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。 2.磁体：具有磁性的物质叫磁体。 3.磁极：磁性最强的部分叫磁极。任何磁铁都有两个磁极，一个叫S极，一个叫N极。 4.磁极之间的相互作用：同名相斥，异名相吸。二、电流的磁效应 1.电流对小磁针的作用（丹麦物理学家奥斯特） 1）现象：通电后，通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。 2）注意：为排除地磁场的影响，小磁针及通电导线均应南北放置。 3）结论：通电导线周围有磁场产生。 2.磁铁对通电导线的作用结论：磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体偏转。 3.定义：通电导体的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流有关，这种现象叫电流的磁效应。三、磁场 1.定义：磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质。 2.性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用。 3.产生： 1）永磁体 2）电流 4. 小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。四、地磁场 1.两极

1）地理南极是地磁北极 2）地理北极是地磁南极 2.定义：地球周围存在着的磁场叫做地磁场 3.地磁偏角地轴与磁轴之间的夹角称为地磁偏角

3.2磁感应强度一、磁感应强度 1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的安培力跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫磁感应强度。 2.物理意义：表示磁场强弱和方向的物理量 3.表示：B 4.公式 B= F 电流方向与磁场方向垂直 5.单位：特斯拉，简称特，符号T。（1T=1N ） 6.方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。即磁场方向。三、探究影响通电导线受力的因素 1.电流元：把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。 2.检验电流：为了间接了解磁场特性而垂直放入磁场的电流元称为检验电流。 3.方法 1）保持I不变，改变L 2）保持L不变，改变I 4.结论 F∝IL

人教版高中物理选修3-1第三章磁场--答案

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）参考答案第三章磁场第一节磁现象和磁场 A组 1．AC 2．C 3．B 4．CD 5．BD 6．ACD 7．BD 8．AD 9．磁性；南（S）极；北（N）极 10．Fe3O4，铁；钴；镍；某些氧化物 B组 1．B [提示]因为天然磁石的主要成分是Fe3O4． 2．BD[提示] 球上的潮汐现象与月球引力和地球自转有关；通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是固态物质；对火星磁场的观察显示，火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作．3．C[提示]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，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向． 4．同名磁极互相排斥． 5．地球；南极． 6．[提示]利用小磁针受到地磁场的作用，静止时会指向南北极的原理，将一枚小磁针放在火星表面，观察其是否有固定指向，即可研究火星的周围是否存在磁场的问题． 7．[提示]磁场是一种物质，他的存在不以人们的意志为转移，不依赖于人们的感觉，只要有磁体或电流，在他们周围就存在着磁场．对人来说，他又是一种特殊的物质，他不同于由分子、原子等微观粒子组成的物质，可以通过视觉、触觉被人感知，但是人们利用了磁场的基本性质：对处于其中的磁体和电流有力的作用，制作工具，帮助人们来探测磁场的存在． 8．[提示]当有更多电池时，导线中电流就越大，其周围的磁场就越强，小磁针偏转的就越快，小磁针距导线远一些，电流产生的磁场就弱一些，小磁针转得就慢一些。小磁针偏转意味着该处有磁场，受到磁场力的作用，小磁针静止意味着小磁针已转到其受力的方向，小磁针转的快慢，反映了它受力的大小，也反映了此处磁场的强弱．第二节磁感应强度 A组 1．B

人教版高中物理选修3-1磁场练习

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作） 2009——2010学年度高二物理第二学期期末复习习题选修3-1《磁场练习》 1．磁场中某点磁感强度的方向是 A ．正电荷在该点的受力方向 B ．运动电荷在该点的受力方向 C ．静止小磁针N 极在该点的受力方向 D ．一小段通电直导线在该点的受力方向 2．在无风的时候，雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电，则它的下落方向将是： A ．东方 B ．西方 C ．南方 D ．北方； 3．如图，接通电键K 的瞬间，用丝线悬挂于一点、可自由转动的通电直导线AB 将 A ．A 端向上， B 端向下，悬线张力不变 B ．A 端向下，B 端向上，悬线张力不变 C ．A 端向纸外，B 端向纸内，悬线张力变小 D ．A 端向纸内，B 端向纸外，悬线张力变大 4．如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则 A ．板左侧聚集较多的电子，使b 点电势高于a 点 B ．板左侧聚集较多的电子，使a 点电势高于b 点 C ．板右侧聚集较多的电子，使a 点电势高于b 点 D ．板右侧聚集较多的电子，使b 点电势高于a 点 5．质量为m 的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上。如图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 a b I

× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × - + × × × × × × 第8题图 v 0 B 6．如图所示，一束粒子从左到右射入匀强磁场B 1 和匀强电场E 共存的区域，发现有些粒子没有偏转，若将这些粒子引入另一匀强磁场B 2中发现它们又分成几束，粒子束再次分开的原因一定是它们的 A ．质量不同 B ．电量不同 C ．速度不同 D ．电量与质量的比不同 7．如图所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角，若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是 A ．a B v 23，正电荷 B ．aB v 2，正电荷 C ．aB v 23，负电荷 D ．aB v 2，负电荷 8．质量为m ，电量为q 的带正电小物块在磁感强度为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度υ0开始向左运动，如图所示．物块经时间t 移动距离S 后停了下来，设此过程中，q 不变，则 A ．S>g v μ22 0 B ．S

备战高考物理选修31第三章磁场磁感应强度(含解析)

2019备战高考物理选修3-1-第三章磁场-磁感应强度（含解析）一、单选题 1.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F ，则不可以用表示磁感应强度B的是() A. B. C. D. 2.在xOy坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内（如图所示），此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场。已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向（） A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向 C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向 3.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

4.某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是() A.在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场 B.在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场 C.在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场 D.在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场 5.关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（） A.磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向 B.磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 C.匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行 D.磁感应强度是只有大小、没有方向的标量 6.由磁感应强度的定义式B= 可知（） A.磁感应强度与安培力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比 B.磁感应强度的方向与F的方向相同 C.因为B= ，故导线中电流越大，其周围磁感应强度一定越小 D.磁感应强度大小跟放在磁场中通电导线所受力的大小无关 7.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，对磁场认识正确的是（） A.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致 B.磁感线有可能出现相交的情况 C.磁感线总是由N极出发指向S极 D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零 8.关于磁感强度，下列说法中正确的是（） A.磁感强度的大小反映了磁场的强弱，磁感强度是标量 B.磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量 C.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向 D.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的反方向 9.如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是（） A. B. C. D.

高中物理选修3-1《磁场》单元练习题

O x y V 0 a b 《磁场》单元练习一．选择题：每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。 1、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动 C.a 端转向纸外，b 端转向纸里 D.a 端转向纸里，b 端转向纸外 2、一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心，在圆形轨道上运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e ，质量为m ，磁感强度为B ，那么电子运动的可能角速度应当是 3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 为运动的最低点.不计重力，则 A.该离子带负电 C.C B.A 、B 两点位于同一高度 D. 点时离子速度最大离子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点 4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是： A 、速度 B 、加速度 C 、动量 D 、动能 5、MN 板两侧都是磁感强度为B 的匀强磁场，方向如图，带电粒子（不计重力）从a 位置以垂直B 方向的速度V 开始运动，依次通过小孔b 、c 、d ，已知ab = bc = cd ，粒子从a 运动到d 的时间为t ，则粒子的荷质比为： A 、 tB π B 、tB 34π C 、π2tB D 、tB π3 6、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，如图。运动中经过b 点，oa=ob 。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，仍以V 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为： A 、V 0 B 、1 C 、2V 0 D 、 2 V 7、如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知： M N a b c d V B B

物理选修3-1磁场试题及答案详解

《磁场》单元过关（鲁科版）一选择题（每题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 1、如图1所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中： A、ａ、ｂ两点磁感应强度相同 C、ａ点磁感应强度最大 B、ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等 D、 b点磁感应强度最大 2、如图2所示，直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为： A、大小为零 B、方向竖直向上 C、方向竖直向下 D、方向垂直纸面向里 3、质量为ｍ，电荷量为ｑ的带电粒子以速率ｖ垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在圆形轨道上运动相当于一环形电流，则： A、环形电流跟ｑ成正比 B、环形电流跟ｖ成正比 C、环形电流跟B成反比 D、环形电流跟ｍ成反比 4、如图4所示，要使线框ａｂｃｄ在受到磁场力作用后，ａｂ边向纸外，ｃｄ边向纸里转动，可行的方法是： A、加方向垂直纸面向外的磁场，通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ的电流 B、加方向平行纸面向上的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ电流 C、加方向平行于纸面向下的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ的电流 D、加方向垂直纸面向内的磁场，通以方向为ａ→ｄ→ｃ→ｂ→ａ的电流 5、如图5所示，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，则 A、当小球每次通过平衡位置时，动能相同 B、当小球每次通过平衡位置时，速度相同 C、当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同 D、撤消磁场后，小球摆动周期变化 6、如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出： A、带电粒子带正电，是从B点射入的 B、带电粒子带负电，是从B点射入的 C、带电粒子带负电，是从A点射入的 D、带电粒子带正电，是从A点射入的

高二物理选修3-1第三章：磁场知识点总结

1 S N 磁场知识点总结班级姓名小组评价【学习目标】1知道磁感应强度和磁通量，会用磁感线描述磁场 2认识安培力，洛伦兹力，并会计算相关题目3复合场【学习重点】【学习难点】带电粒子在复合场中的运动【课堂六环节】一、“导”——教师导入新课。（2—3分钟）二、“思”——学生自主学习。学生结合课本自主学习，完成以下有关内容（时间不少于13分钟）【学习过程】磁场知识点总结一 1.磁场 ⑴永磁体周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特实验）。 2.磁场的基本性质: 磁场对放入其中的磁体和电流有的作用 3.磁感应强度 (定义式) 磁感应强度是量。单位是特斯拉，符号方向：规定为小磁针在该点静止时极的指向 4. 磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线都是闭合曲线。 (2)要熟记常见的几种磁场的磁感线： (3)安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指；对环行电流，长直螺线管，大拇指指四指指方向 (4)地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似。主要特点是：地磁场B 的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球垂直地面向，在北半球垂直地面向；在赤道表面上，距离地球表面相等的各点磁感应强度相等，且水平向 . 2、如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，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 3下列说法正确的是( ) A .电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零； B. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度一定为零； C. 表征电场中某点的强度，是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值； D. 表征磁场中某点强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值．二、磁场对电流的作用 1.安培力的大小: F = BIL (B ⊥IL ) 说明: (1) L 是导线的长度（则L 指弯曲导线中始端到末端的直线长度）。 (2) B 一定是匀强磁场，一定是导线所在处的磁感应强度值. 2.安培力的方向——左手定则注意：F 一定垂直I 、B ； I 、B 可以垂直也可以不垂直。练习4 如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m 的平行导轨上放一重为3N 的金属棒ab ，棒上通过3A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）ab 棒对导轨的压力；（3）若要使B 取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值。三磁场对运动电荷的力洛仑兹力：运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛仑兹力，它是安培力的微观表现。 1. 洛仑兹力大小(推导)得当v ⊥B 时， f = qvB f 、v 、B 三者垂直当v ∥B 时， f = 0 v 与B 成θ角， f = qvBsin θ 2. 洛仑兹力方向———左手定则 max F B Il

高中物理选修3-1磁场知识点及习题

点小磁针静止时

N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BS sinα。地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场

高二物理选修磁场讲义精编版

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物理选修31所有公式知识分享

十、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q 8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从高中物理电路实验A 位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝ (2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo入入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m

物理选修3-1磁场知识归纳(精选.)

电场、恒定电流、磁场知识点汇总（一）磁场知识点汇总一、磁场 ⒈磁场是一种客观物质，存在于磁体和运动电荷（或电流）周围。 ⒉磁场（磁感应强度）的方向规定为磁场中小磁针N 极的受力方向（磁感线的切线方向）。 ⒊磁场的基本性质是对放入其中的磁体、运动电荷（或电流）有力的作用。二、磁感线 ⒈磁感线是徦想的，用来对磁场进行直观描述的曲线，它并不是客观存在的。 ⒉磁感线是闭合曲线?? ?→→极极磁体的内部极极磁体的外部N S S N ⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 ⒋任何两条磁感线都不会相交，也不能相切。三、安培定则是用来确定电流方向与磁场方向关系的法则弯曲的四指代表???)()(环形电流或通电螺线管电流的方向直线电流磁感线的环绕方向四、安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。五、几种常见磁场 ⒈直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱 ⒉通电螺线管的磁场：管外磁感线分布与条形磁铁类似，管内为匀强磁场。 ⒊地磁场（与条形磁铁磁场类似） ⑴地磁场N 极在地球南极附近，S 极在地球北极附近。地磁场B 的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下 ⑵在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北。 ⑶假如地磁场是由地球表面所带电荷产生，则地球表面所带电荷为负电荷（根据安培定则、地磁场的方向与地球自转方向判断）。六、磁感应强度：⑴定义式LI F B = （定义B 时，B I ⊥）⑵B 为矢量，方向与磁场方向相同，并不是在该处电流的受力方向，运算时遵循矢量运算法则。七、磁通量

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物理选修3-1第三章 学案6带电粒子在匀强磁场中的运动(人教版选修3-1)资料