磁场计算题
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专题:磁场计算题(附答案详解)1、如图所示,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求:(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比.2、如图所示,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.一个氕核11H和一个氘21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向.已知11H进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场.11H的质量为m,电荷量为q.不计重力.求:(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离;(2)磁场的磁感应强大小;(3)21H第一次离开磁场的位置到原点O的距离.3、一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l′,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出.不计重力.(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;(2)求该粒子从M点入射时速度的大小;(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π6,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.4、如图所示,竖直放置的平行金属板板间电压为U,质量为m、电荷量为+q的带电粒子在靠近左板的P点,由静止开始经电场加速,从小孔Q射出,从a点进入磁场区域,abde是边长为2L的正方形区域,ab边与竖直方向夹角为45°,cf与ab平行且将正方形区域等分成两部分,abcf中有方向垂直纸面向外的匀强磁场B1,defc中有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,粒子进入磁场B1后又从cf 上的M点垂直cf射入磁场B2中(图中M点未画出),不计粒子重力,求:(1)粒子从小孔Q射出时的速度;(2)磁感应强度B1的大小;(3)磁感应强度B2的取值在什么范围内,粒子能从边界cd间射出.5、如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强E=4×104 N/C,第二、三象限内分布有垂直于纸面向里且磁感应强度为B2的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为B1=0.2 T的匀强磁场.在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为 3 cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子,且OS>OP.设发射的α粒子速度大小v均为2×105 m/s,除了垂直于x轴通过P点的α粒子可以进入电场,其余打到平板上的α粒子均被吸收.已知α粒子的比荷为qm=5×107 C/kg,重力不计,试问:(1)P点距O点的距离;(2)α粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离;(3)要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?6、如图25所示,在xOy平面的0≤x≤23a范围内有沿y轴正方向的匀强电场,在x>23a范围内某矩形区域内有一个垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射入电场,从M点离开电场,M点坐标为(23a,a).再经时间t=3mqB进入匀强磁场,又从M点正上方的N点沿x轴负方向再次进入匀强电场.不计粒子重力,已知sin 15°=6-24,cos 15°=6+24.求:(1)匀强电场的电场强度;(2)N点的纵坐标;(3)矩形匀强磁场的最小面积.7、如图甲所示,竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度E=40 N/C,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直于纸面向里为正方向.t=0时刻,一质量m=8×10-4 kg、电荷量q=+2×10-4 C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12 m/s,O′是挡板MN上一点,直线OO′与挡板MN垂直,g取10m/s2.求:(1)微粒再次经过直线OO′时与O点的距离;(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度.(3)水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间的距离应满足的条件.8、如图所示,在竖直平面内,水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1,并且在第一象限和第二象限有方向相反、强弱相同的平行于x轴的匀强电场,电场强度大小为E1,已知一质量为m的带电小球从y轴上的A(0,L)位置斜向下与y轴负半轴成60°角射入第一象限,恰能做匀速直线运动。
2024高考物理磁场强度计算题及答案磁场强度的计算在物理学中是一个非常基础而重要的概念。
在2024年的高考物理试题中,磁场强度的计算题目无疑是考生们需要重点关注和备考的内容。
本文将为大家提供一道典型的磁场强度计算题以及详细的解答过程。
题目:一根直导线在一个匀强磁场中垂直运动,其运动速度为v = 6 m/s。
已知该导线所受到的磁场力为F = 0.3 N,导线长度为l = 0.5 m,导线与磁场的夹角为θ = 30°。
求该匀强磁场的磁场强度大小B。
解答:根据题目中所给的信息,我们可以利用洛伦兹力的公式来计算磁场强度。
洛伦兹力公式表达为F = qvBsinθ,其中F为磁场力,q为电荷数量,v为速度,B为磁场强度,θ为导线与磁场夹角。
我们已知磁场力F为0.3 N,速度v为6 m/s,导线长度l为0.5 m,角度θ为30°。
在这道题目中,由于没有给出导线电荷数量q的具体数值,所以我们可以利用导线电流I来简化计算过程。
根据电流和导线电荷的关系,我们可以得到公式I = q/t,其中I为电流强度,q为电荷数量,t为时间。
由于题目中没有给出时间t的具体数值,我们可以对公式进行变换,得到q = It。
将导线电流I代入到洛伦兹力公式中,我们可以得到F = IBlvsinθ。
由于我们已知了F、v、l和θ的数值,所以我们可以将其带入公式中计算。
将题目中给定的数值代入公式中,我们有0.3 = B × 6 × 0.5 × sin30°。
由于sin30° = 1/2,我们可以进一步简化计算,得到0.3 = B × 6 × 0.5 ×1/2。
消除分数,我们可以得到0.3 = 0.75B。
接下来,我们可以通过计算得出磁场强度B的数值。
将0.3除以0.75,我们可以得到B = 0.4 T。
因此,解答中匀强磁场的磁场强度大小B为0.4 T。
高三物理复习资料-磁场计算题专练班级学号姓名.1.如图,在同一水平面内的两导相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为1.5Kg的金属棒放在宽为2m的导轨上,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A时,金属棒获得2m/s2的加速度,则磁感应强度为多大?2.如图4所示,长60cm、质量60g的粗细均匀的金属棒,两端用相同的轻弹簧挂起,处于一方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为0.4T。
求:(1)要使弹簧恢复原长,金属棒中应通入怎样大小和方向的电流?(2)若在金属棒中应通入大小为0.2A自左向右的电流时,弹簧伸长1mm,若在金属棒中应通入大小为0.2A自右向左的电流时,弹簧伸长是多少?3.如图所示,质量为m、长度为L的导体棒MN静止在水平轨道上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上,求:MN受到的支持力的大小及摩擦力的大小分别为多少?4.如图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I1时,金属杆正好能静止。
求:①B至少多大?这时B的方向如何?到多大,才能使金属杆保持静止?5.如图所示,宽为L的框架和水平面的夹角为α,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直于框架平面。
导体棒ab的质量为m,置于金属框架上时向下匀加速滑动,导体棒与框架间的最大静摩擦力为f。
为使导体棒静止在框架上,将电动势为E的电源接入电路中,框架与导体棒的电阻不计,求需要接入的滑动变阻器的阻值范围。
6.两根相距L=1m的光滑平行导线左端接有电源,右端连接着半径R=0.5m的光滑圆弧形导轨,,在导轨上搁置一根质量m=1Kg的金属棒,整个装置处于竖直向上,磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,当在棒中通以如图所示方向的瞬时电流时,金属棒受到安培力作用从静止起向右滑动,刚好能到达轨道的最高点,求通电过程中通过金属棒的电量。
稳恒磁场计算题144.稳恒磁学计算题144、如下图所示,AB 、CD 为长直导线BC 为圆心在O 点的一段圆弧形导线,其半径为R .若通以电流I ,求O点的磁感应强度.解:如图所示,O 点磁场由DC 、CB 、BA 三部分电流产生,其中:DC 产生 )21(4)2sin 4(sin45cos 40001-=-=RI R IB πμπππμ 方向向里 CB 产生 RIR I B 16224002μμππ== 方向向里 BA 产生 03=BRIR I B B B B O 16)12(400321μπμ+-=++= 方向向里145、如图所示,一载流导线中间部分被弯成半圆弧状,其圆心点为O ,圆弧半径为R 。
若导线的流过电流I ,求圆心O 处的磁感应强度。
解:两段直电流部分在O 点产生的磁场01=B弧线电流在O 点产生的磁场 RIB 2202μπα=RI R I B B B O παμπαμ42220021==+=∴146、载流体如图所示,求两半圆的圆心点P 处的磁感应强度。
解:水平直电流产生01=B大半圆 产生1024R IB μ=方向向里小半圆 产生2034R IB μ=方向向里竖直直电流产生2044R I B πμ=方向向外4321B B B B B O +++=∴ )111(44442210202010R R R I R I R IR IB O πμπμμμ-+=-+=方向向里147、在真空中,有两根互相平行的无限长直导线相距0.1m ,通有方向相反的电流,I 1=20A,I 2=10A ,如图所示.试求空间磁感应强度分布,指明方向和磁感应强度为零的点的位置.、解:取垂直纸面向里为正,如图设X 轴。
)1.0(102102)(2272010x x xx d I x I B --⨯=-+=-πμπμ 在电流1I 左侧,B方向垂直纸面向外在电流1I 、2I 之间,B方向垂直纸面向里在电流2I 右侧,当m x 2.0<时,B方向垂直纸面向外当m x 2.0>时,B方向垂直纸面向里当0=B 时,即0)1.0(1021027=--⨯-x x x则 m x 2.0=处的B为0。
磁场的感应和磁通量练习题1. 简答题(1) 什么是磁感应强度?(2) 什么是磁通量?(3) 什么是法拉第电磁感应定律?(4) 描述磁通量守恒定律的原理。
(5) 什么是楞次定律?2. 计算题(1) 一个匀强磁场的磁感应强度为2T,某垂直于磁场方向上的圆线圈的面积为0.5平方米,当线圈轴线的法向速度为10m/s时,计算在这个过程中感应在圆线圈上的电动势。
(2) 一根长为10cm的导线以匀速1m/s在垂直于磁感应强度为0.5T的磁场中直线运动,求此导线两端之间的电势差。
(3) 一个电感为2H的电感线圈,当通过电流变化的速率为0.2A/s 时,计算感应在电感线圈上的电动势。
(4) 某导体在垂直于磁感应强度为0.8T的磁场中以速率5m/s运动,导体的长度为10cm,导体两端之间的电势差为多少伏特?3. 综合题一根长度为20cm的导线以匀速2m/s向左运动,同时垂直于导线的方向有一个磁场,磁感应强度大小为1T,方向指向纸面内。
导线两端之间的电势差为U。
求:(1) 导线两端之间的电势差U的大小;(2) 当导线长度变为40cm时,导线两端之间的电势差U'的大小。
4. 应用题(1) 在一个长度为10cm的导线周围,空间内有一个与导线平面垂直的匀强磁场,当磁感应强度为0.5T时,导线中通过的电流为2A。
求导线两端之间的电势差。
(2) 一台发电机的磁感应强度为0.2T,由发电机产生的电动势为12V,发电机旋转一周的时间为1s。
求发电机的匝数。
通过以上的练习题,你能够更好地理解和应用磁场的感应和磁通量的相关概念和定律。
希望这些题目能够帮助你巩固相关知识,提高解题能力。
大学物理磁场试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 磁场的基本特性是()。
A. 有方向性B. 有大小和方向C. 只有方向性D. 只有大小答案:B2. 根据安培环路定理,穿过闭合回路的磁通量与()。
A. 回路的面积成正比B. 回路的面积成反比C. 回路的面积无关D. 回路的面积的平方成正比答案:C3. 磁感应强度的方向是()。
A. 电流方向B. 电流方向的相反方向C. 垂直于电流方向D. 与电流方向成任意角度答案:C4. 磁通量的大小由()决定。
A. 磁场的强度B. 面积的大小C. 磁场与面积的夹角D. 以上所有因素答案:D5. 磁感应强度的单位是()。
A. 特斯拉B. 高斯C. 安培/米D. 以上都是答案:D二、填空题(每题2分,共10分)1. 一个长直导线产生的磁场,其磁感应强度与导线距离的平方成______。
答案:反比2. 地球的磁场可以近似看作是一个______。
答案:条形磁铁3. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中运动时受到的力的方向与______。
答案:磁场方向和粒子速度方向都垂直4. 磁通量的基本单位是______。
答案:韦伯5. 磁感应强度的定义式为______。
答案:B = F/IL三、计算题(每题10分,共30分)1. 一个长为L的直导线,通有电流I,求在距离导线r处的磁感应强度。
答案:B = (μ₀I)/(2πr)2. 一个半径为R的圆形线圈,通有电流I,求其轴线上距离线圈中心d处的磁感应强度。
答案:B = (μ₀I)/(2R² + d²)^(3/2)3. 一个长为L的直导线,通有电流I,求在距离导线r处的磁通量,假设导线上方有一面积为A的平面与磁场垂直。
答案:Φ = B * A = (μ₀I * A)/(2πr)四、简答题(每题5分,共10分)1. 简述磁感应强度和磁通量的区别。
答案:磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,其大小和方向由磁场本身决定,与测试电荷无关。
电场磁场计算题专项训练【注】该专项涉及运动:电场中加速、抛物线运动、磁场中圆周 1、(2009浙江)如图所示,相距为d 的平行金属板A 、B 竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板。
有一质量m 、电荷量q (q >0)的小物块在与金属板A 相距l 处静止。
若某一时刻在金属板A 、B 间加一电压U AB =-qmgd23μ,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为-q /2,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。
已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ,若不计小物块几何量对电场的影响和碰撞时间。
则(1)小物块与金属板A 碰撞前瞬间的速度大小是多少? (2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?2、(2006天津)在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内,存在磁感应强度应大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。
一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿-x 方向射入磁场,它恰好从磁场边界的交点C 处沿+y 方向飞出。
(1)判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q /m ;(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B /,该粒子仍以A 处相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B /多大?此粒子在磁场中运动所用时间t 是多少?3、(2010全国卷Ⅰ)如下图,在a x 30≤≤区域内存在与xy 平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B 。
在t = 0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y 轴正方向夹角分布在0~180°范围内。
已知B沿y轴正方向发射的粒子在t =t0时刻刚好从磁场边界上P(a3,a)点离开磁场。
求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m;(2)t0时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间.4、(2008天津)在平面直角坐标系xOy中,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四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。
磁场综合练习题-1一.选择题:1. 在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为α ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) πr 2B .. (B) 2 πr 2B .(C) -πr 2B sin α. (D) -πr 2B cos α. [ ] 2. 边长为l 的正方形线圈中通有电流I ,此线圈在A 点(见图)产生的磁感强度B 为 (A) l I π420μ. (B) l Iπ220μ.(C)lIπ02μ. (D) 以上均不对. [ ] 3. 边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01=B ,02=B . (B) 01=B ,l I B π=0222μ.(C) l IB π=0122μ,02=B . (D) l I B π=0122μ,lIB π=0222μ.[ ]4. 如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知(A) 0d =⎰⋅Ll B ,且环路上任意一点B = 0.(B) 0d =⎰⋅Ll B,且环路上任意一点B ≠0.(C) 0d ≠⎰⋅Ll B,且环路上任意一点B ≠0.(D) 0d ≠⎰⋅Ll B,且环路上任意一点B =常量. [ ]5. 如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B沿图中闭合路径L 的积分⎰⋅Ll Bd 等于(A)I 0μ. (B)I 031μ. (C) 4/0I μ. (D) 3/20I μ. [ ]a二.填空题:6. 在匀强磁场B 中,取一半径为R 的圆,圆面的法线n 与B 成60°角,如图所示,则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S 的磁通量==⎰⎰⋅Sm S Bd Φ_______________________.7. 在非均匀磁场中,有一电荷为q 的运动电荷.当电荷运动至某点时,其速率为v ,运动方向与磁场方向间的夹角为α ,此时测出它所受的磁力为f m .则该运动电荷所在处的磁感强度的大小为________________.磁力f m 的方向一定垂直于________________________________________________________________.8. 电流由长直导线1沿切向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切线流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 点的磁感强度的大小为______________. 9. 在真空中,电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环半径为R .a 、b 和圆心O在同一直线上,则O 处的磁感强度B 的大小为__________________________. 10. 电流由长直导线1经过a 点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,两直导线的延长线交于三角形中心点O ,三角框每边长为l ,则O 处的磁感强度为______________. 三.计算题: 11. 两根导线沿半径方向接到一半径R =9.00 cm 的导电圆环上.如图.圆弧ADB 是铝导线,铝线电阻率为ρ1 =2.50×10-8Ω·m ,圆弧ACB 是铜导线,铜线电阻率为ρ2 =1.60×10-8 Ω·m .两种导线截面积相同,圆弧ACB 的弧长是圆周长的1/π.直导线在很远处与电源相联,弧ACB上的电流I 2 =2.00A,求圆心O 点处磁感强度B 的大小.(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A)四.简答题:12. 从毕奥─萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公式aIB π20μ=,当考察点无限接近导线时(a →0),则B →∞,这是没有物理意义的,请解释.13. 载有电流的I 长直导线附近,放一导体半圆环MeN 与长直导线共面,且端点MN 的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为b ,环心O 与导线相距a .设半圆环以速度 v平行导线平移,求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN 两端的电压U M - U N .任意曲面I答案:一.选择题:1. D2. A3. C4.B5.D 二.填空题:6. 221R B π-3分 7. αsin v q f m2分运动电荷速度矢量与该点磁感强度矢量所组成的平面. 2分 8. 0 3分 9.RIπ40μ 3分10. 0 3分三.计算题:11. 解:设弧ADB = L 1,弧ACB = L 2,两段弧上电流在圆心处产生的磁感强度分别为 211014R L I B π=μ 222024R L I B π=μ 3分 1B、2B 方向相反.圆心处总磁感强度值为 12B B B -=)(411222L I L I R -π=μ)1(422112220L I L I R L I -π=μ 2分 两段导线的电阻分别为 S L r 111ρ= S Lr 222ρ= 1分因并联 11221221L Lr r I I ρρ== 2分又 R R L 2/22=ππ=∴ )1(21220ρρμ-π=R I B =1.60×10-8 T 2分四.简答题:12. 答:公式)2/(0R I B π=μ只对忽略导线粗细的理想线电流适用,当a →0, 导线的尺寸不能忽略. 此电流就不能称为线电流,此公式不适用. 5分13. 解:动生电动势⎰⋅⨯=MNv l B MeN d )(☜ 为计算简单,可引入一条辅助线MN ,构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势 0=+=NM MeN ☜☜☜总MN NM MeN ☜☜☜=-= 2分x x I l B b a ba MNd 2d )(0⎰⎰⋅+-π-=⨯=μv v MN☜b a b a I -+π-=ln20v μ I负号表示MN ☜的方向与x 轴相反. 3分ba ba I MeN -+π-=ln20vμ☜ 方向N →M 2分 ba ba I U U MN N M -+π=-=-ln20vμ☜ 3分。
初中电磁感应专题练习(含详细答案)
一、选择题
1. 一个导线在磁场中匀速向右移动,感应电动势的方向如何?
A. 由左向右
B. 由右向左
C. 没有感应电动势
D. 无法确定
答案:B
2. 带电粒子在磁场中匀速运动,运动轨迹如何?
A. 直线运动
B. 圆形运动
C. 抛物线运动
D. 双曲线运动
答案:B
二、计算题
1. 一个弯曲的导线长为10cm,导线中有一个电流I=2A,若在
导线处有一个磁感应强度为B=3T的磁场,求电动势的大小为多少?
解答:
$\mathcal{E}=Blv=\frac{1}{2}Blv=\frac{1}{2}Blsin\theta=\frac{1}{2} \times 3 \times 0.1 \times 2=\frac{3}{20}$V。
三、简答题
1. 什么是电磁感应?
电磁感应是指导体中的电子受到磁场的作用从而在导体两端产
生的电动势。
2. 什么是法拉第电磁感应定律?
法拉第电磁感应定律指出,当导体中的磁力线发生变化时,沿
着导体的任意闭合回路中就会产生感应电动势,其大小与磁通量的
变化率成正比,方向满足楞次定律。
3. 什么是楞次定律?
楞次定律指出,当导体内有感应电流时,该电流所发出的磁场的方向是这样的,即它所引起的磁通量的变化总是阻碍引起这种变化的原因。
4. 什么情况下会产生感应电流?
当导体在磁场中发生运动或被磁场线穿过而发生变化时,就会在导体中产生感应电流。
B E
A
1.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力为3N 的金属棒ab ,棒上通过3A 的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,求:
(1)匀强磁场的磁感强度为多大? (2)ab 棒对导轨的压力为多大? 1.解:(1)tan 60B IL G
︒=
tan 6031
G B IL
︒
==
⨯(T )
=(T ) (2)cos 60G N ︒=
3cos 600.5
G N =
=
︒
(N )=6(N ) (
N'=N =6(N )
2. 如图所示,在水平正交的匀强电场和匀强磁场区域内,有一个带正电小球A ,已知电场强度为E ,磁感应强度为B ,小球在场区中受到电场力的大小恰与它的重力大小相等,要使小球在磁场中匀速运动,小球的速度必须一定,请求出小球的速度大小和方向。
2.(8分)粒子所受重力、电场力及洛伦兹力三力合力为零, 且满足: qvB =2
2
)()(Eq mg + (2分) 又有: mg =Eq (2分) 解得:v =2E /B , (2分) 方向成45°角斜向上
2分)
3.如图所示,x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O 点射入磁场中,射入方向与x 轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中 A.运动时间相同
B.运动轨道半径相同
C.重新回到x 轴时速度大小和方向均相同
D.重新回到x 轴时距O 点的距离相同
4.如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O 以与MN
成30°角的同样速度v 射入磁场(电子质量为m ,电荷为e ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?
解:由公式知,它们的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反。
先确定圆心,画出半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距2r ,由图还可看出,经历时间相差2T /3。
答案为射出点相距
Be
mv s 2=
,时间差为Bq
m t 34π=∆。
关键是找圆心、找半径和用对称。
5.如图所示,一束电子(电量为e )以速度v 0垂直射入磁感应强度为B ,宽为d 的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是多少?穿过磁场的时间是多少?
[方法指导]一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。
偏转角由sin θ=L /R 求出。
侧移由R 2
=L 2
-(R-y )2
解出。
经历时间由Bq
m t θ=得出。
m=2dBe/v 0 t =d π/3v 0
6.长为L 的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为B ,板间距离也为L ,板不带电,现有质量为m ,电量为q 的带正电粒子(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,可采用的办法是: A .使粒子的速度v <BqL /4m ; B .使粒子的速度v >5BqL /4m ; C .使粒子的速度v >BqL /m ; D .使粒子速度BqL /4m <v <5BqL /4m 。
解析:由左手定则判得粒子在磁场中间向上偏,而作匀速圆周运动,很明显,圆周运动的半径大于某值r 1时粒子可以从极板右边穿出,而半径小于某值r 2时粒子可从极板的左边穿出,现在问题归结为求粒子能在右边穿出时r 的最小值r 1以及粒子在左边穿出时r 的最大值r 2,由几何知识得: 粒子擦着板从右边穿出时,圆心在O 点,有: r 12
=L 2
+(r 1-L /2)2得r 1=5L /4,
又由于r 1=mv 1/Bq 得v 1=5BqL /4m ,∴v >5BqL /4m 时粒子能从右边穿出。
粒子擦着上板从左边穿出时,圆心在O '点,有r 2=L /4,又由r 2=mv 2/Bq =L /4得v 2=BqL /4m
M
图17
∴v 2<BqL /4m 时粒子能从左边穿出。
综上可得正确答案是A 、B 。
7.如图17所示,半径为r 的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B 。
现有一带电离子(不计重力)从A 以速度v 沿圆形区域的直径射入磁场,已知离子从C 点射出磁场的方向间的夹角为60º (1)该离子带何种电荷;
(2)求该离子的电荷量与质量之比q/m
7、解析:(1)根据磁场方向和离子的受力方向,由左手定则可知:离子带负电。
(2)如图,离子在磁场中运动轨迹为一段圆弧,圆心为O ´,所对应圆心角为60º。
R
mv qvB 2
=
①,R
r tg =
2
θ
②,联立①、②解得:Br
v m
q
33=
③
画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。
偏角可由R
r =2tan
θ
求出。
经历时
间由Bq
m t θ=
得出。
注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。
O。