10- 复习：磁场综合问题(二) 讲义.asp

磁场复习与巩固编稿：周军审稿：李勇康【学习目标】1．熟悉几种常见磁场：例如条形磁体的磁场、蹄形磁体的磁场、直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场、匀强磁场的磁场等，能够画出这些磁场的磁感线，由此弄清磁场强弱和方向的分布情况，这是认识磁现象，解决有关磁的相关问题的基础。

2．理解磁场的基本性质以及磁感应强度的定义，弄清安培力的大小和方向的决定因素，掌握安培力=θ，能够熟练地运用左手定则判断安培力的方向。

大小的计算公式F BILsin3．理解洛伦兹力和安培力的关系，能够熟练地计算带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题。

4．将磁场与静电场、重力场进行对比和类比，找出它们的异同点，能够熟练地运用它们各自的特点去解决综合性问题。

5．将牛顿运动定律、能的转化和守恒定律以及解决动力学问题的方法、技巧迁移到本章，顺利地解决：在安培力作用下的运动问题、带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动和带电粒子或带电物体在复合场中的运动问题。

6．理解电场、磁场的理论在现代科学技术中的运用，并能解决相关的一些简单的问题。

【知识络】【要点梳理】要点一、几种常见磁场及磁感线的画法1．几种常见磁场（1）如图甲所示为条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线。

条形：磁体外部为非匀强磁场，磁极处最强；蹄形：蹄口内为匀强磁场。

（2）如图乙所示为直线电流形成的磁场的磁感线，其形态为围绕直导线的一族同心圆，是非匀强磁场，离导线越近，磁场越强。

说明：图中的“×”表示磁场方向垂直进入纸面，“·”表示磁场方向垂直离开纸面。

（3）如图丙所示为环形电流形成磁场的磁感线，环内的磁场比环外的磁场强。

（4）通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极；管内是匀强磁场，磁感线方向由S极指向N极，管外为非匀强磁场，磁感线由N极指向S极，画法如图丁所示。

（5）直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场都可通过安培定则判断。

若知道了电流磁场的方向，也可以反过来判断电流的方向，若是自由电荷做定向移动时形成“等效电流”，也可用来判断“等效电流”的磁场。

科目：物理 年级：高三 教师：聂士胜 2006-2007 年第二学期第九周视频讲义（04.08）磁场综合问题分析 1．x轴上方空间匀强电场，竖直向下，x轴下方空间存在匀强磁场，垂直纸面向外， 一质量m，电量q带正电粒子从y轴上y=l处A点以水平V0开始运动，经过x轴上x=2l处B点 进入磁场，到达y轴上y=-2l处求： （1）E=？ （2）粒子到达 x=2l 处速度大小及方向？ （3）B=？2．小车A质量 mA=2kg，水平地面光滑，初速 14m/s物体B（视为质点）mB=0.1kg， q=0.2C，轻放在小车右端，匀强B=0.5T，向里，AB间不光滑，车足够长，求 （1）B 最大速度？ （2）车 A 最小速度？ （3）此过程系统增加内能？1电磁驱动问题 3．电磁泵常用在机械传动部件不允许与被驱动电解液直接接触的场合（如，血液、 核反应堆中液态金属， 化工厂中强酸等） 导管边长分别为 a,b， ， 驱动区域磁感应强度为 B， 水平向右， 磁场有效宽动为 l， 求电磁泵驱动力造成的压强？液体流量为 Q， t 时间内， 求 电磁泵对外做功电磁流量计分析 （考虑液体内阻时，电磁流量计原理分析） 4．电磁流量计广泛应用于测量导电流体在管内的流量，管边长分别为 a,b,c，管上下 两个表面为金属板，匀强磁场垂直于前后两个表面，上下两表面之间连有电阻 R，电流 计内阻不计，流体电阻率为ρ，I 为电流表示数，求液体流量？25．矩形管长宽高分别为l,d,h，上下面为绝缘体，前后两个表面为导体，用粗导线将 它们相连，水银电阻率为ρ，匀速通过管的速度与管两端压强差成正比，当管两端压强 差为P时，水银流速为V0，若在垂直于管上下表面方向加一磁感应强度为B的匀强磁场， 求稳定后水银流速回旋加速器的原理与分析 6．回旋加速器可对带电粒子加速，试分析 （1）怎样提高加速后粒子的动能？ （2）高频交变电源的频率由什么决定？ （3）粒子从静止加速到最大动能，加速时间是多少？ （4）高频交变电源的电压对回旋加速器中粒子的运动有什么影响？7． 回旋加速器 D 型盒半径为 R， 处在匀强磁场中， 磁感应强度为 B， D 型盒垂直， 与 被加速粒子质量为 m，电量为 q，它在 D 型盒间窄缝 d 中被电场加速过程所用时间不能 乎略，所加高频交变电压大小为 U，求 （1）粒子在磁场中运动的角速度多大？ （2）粒子加速后的最大动能多大？ （3）粒子从静止到获得最大动能所用总时间？3关于霍尔效应： 8．金属导体宽 a，厚度 b，放在与它垂直匀强磁场 B 中，电流流过导体，在导体上 下表面形成恒定电势差 （1）证明上下板间电压为 U=KIB ，并求出霍尔系数 K a9．常利用霍尔效应来测量磁场的磁感应强度，一半导体材料制成的霍尔元件中载流 子（可移动电荷）密度（单位体积内载流子个数）为n，将它放在ef方向的匀强磁场中， 磁感应强度为B0，沿ab方向通以电流I0时，cd间电压为U0，若将它放在待测磁场B中，磁 场方向不变，电流变为I时，cd间电压变为U （1）试分析测量磁感应强度的原理 （2）写出被测磁场的磁感应强 B 的表达式10． 自动控制中的霍尔元件常用半导体材料制作， P型半导体中载流子 （可移动电荷） 为带正电的 “空穴” 电量为元电荷， 一块霍尔元件 ab =1.0×10 m， =4.0×10 m， bc 原h=1.0 ×10 m，匀强磁场B=1.5T竖直向上，沿bc方向通以I=3.0A电流时，ab方向电势差U=1.0× -5 10 V，求形成电流的载流子定向移动速率多大？-3 -2 -24。

电磁感应综合问题二例1. 如图2所示,光滑斜面的倾角α =30°,在斜面上放置一线框 abcd,ab 边的边长L 1=1 m,bc 边的边长L 2=0.6 m,线框的质量m=1 kg,电阻 R=0.1 Ω,线框通过细线与重物相 连,重物质量M=2 kg,斜面上ef 线(ef ∥gh ∥ab)的右 方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef 线和gh 线的距离s=11.4 m(g=10 m/s2).求:(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v.(2)ab 边由静止开始运动到gh 线所用的时间t.变式练习:. 如图4所示,两条足够长的平行光滑金属导轨,与水平面的夹角均为 θ ,该空间存在着两个磁场应强度大小均为B 的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,区域Ⅰ的磁场方向垂直导轨平面向下,区域Ⅱ的磁场方向垂直导轨平面向上,两匀强磁场在斜面上的宽度均为 L,一个质量为m 、电阻为R 、边长为L 的正方形金属线框,由静止开始沿导轨下滑,当线圈运动到ab 边刚越过ee′即做匀速直线运动;当线框刚好有一半进入磁场区域Ⅱ时,线框又恰好做匀速直线运动.求:(1)当线框刚进入磁场区域Ⅰ时的速度v . (2)当线框刚进入磁场区域Ⅱ时的加速度. (3)当线框刚进入磁场区域Ⅰ到刚好有一半进入磁场区域Ⅱ的过程中产生的热量Q.例2.如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为0.1Ω。

导轨的端点P 、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为0.2m 。

有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B 与时间t 的关系为B=0.02t 。

一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在t=0时刻，金属杆紧靠在P 、Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=0.6s 时金属杆所受的安培力。

高考物理新电磁学知识点之磁场知识点总复习附解析(2)一、选择题1．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A．B． C．D．2．2019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3．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，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间4．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。

如图为直线通道推进器示意图。

推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。

空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A，方向如图。

则下列判断正确的是（）A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103NB．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103NC．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能5．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。

当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、φ2。

该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。

天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 1 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周年级： 高三科目：物理教师：聂士胜2006—2007 年第二学期第三周 磁场（Ⅱ）天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 2 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周一、本周教学内容磁场的应用： 1．磁电式仪表 2．质谱仪 3．速度选择器 4．回旋加速器天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 3 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周二、重点难点分析（一）磁电式仪表 1．主要构造：蹄形磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘 2．磁场特点：均匀辐向磁场 3．工作原理：线圈在安培力矩的作用下发生转动，且安培力矩与电流大小成正比.（二）速度选择器： 让粒子通过彼此垂直的电磁场， 最后速度满足 v = E/B 的粒子可沿直线飞出速度选择器.注意：①速度选择器所选择的速度为 v. ∵Eq = Bqv ∴v = E/B ②速度的选择与粒子带电量无关，所带电正、负无关. ③在如图所示的正反电磁场中粒子只能从 A 进 B 出. （三）质谱仪： 1．用途：质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要 工具. 2．构造：静电加速极、速度选择器（可有可无） 、偏转磁场、显示屏等 3．原理：电荷量相同而质量有微小差别的粒子，它们进入磁场后将沿着不同的半径做 圆周运动，打到照相底片上不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫质谱线.每一条 谱线对应于一定的质量.从谱线的位置可以知道圆周的半径 r， 如果再已知带电粒子的电荷量天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 第 4 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周q，就可算出质量，这种仪器叫质谱仪.（四）回旋加速器 1．构造：D 形盒、强电磁铁、交流电源、粒子源、引出装置 2．原理：磁场作用：使带电粒子发生偏转. 电场作用：加速带电粒子. 加速条件：交流电源周期与粒子匀速圆周运动周期相同 3．用途：利用电场加速和磁场偏转来获得高能粒子4．优点：装置体积小 5．缺点：带电粒子的能量不能很高天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 5 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周三、典型例题讲解例 1．如图所示，一质量为m，电量为q的粒子从容器A下方小孔s1飘入电势差为U的加 速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打在底片D上. （1）粒子在s1区做什么运动. （2）在s2区做何种运动，在s3区将做何种运动？ （3）粒子进入磁场时的速率？ （4）粒子在磁场中运动的轨道半径？ 分析： （1）在s1区有加速电场，故做加速直线运动. （2）粒子在s2区做匀速直线运动，在s3区做匀速圆周运动. （3）Q qU =1 2 mv 2∴v =2qU mv2 （4）Q qvB = m r∴r = mv = Bq 2mU qB 2例 2．回旋加速器的D形盒半径为R=0.60m，两盒间距为d=0.01cm，用它来加速质子时 可使每个质子获得的最大能量为 4.0MeV，加速电压为u=2.0×104V，求： （1）该加速器中偏转磁场的磁感应强度 B. （2）质子在 D 形盒中运动的时间. （3）在整个加速过程中，质子在电场中运动的总时间.（已知质子的质量为m=1.67× -27 10 kg，质子的带电量e=1.60×10-19C） 解析：(1) Q R = ∴B =mv = Bq 2mE k Rq2mE k Bq天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 6 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周2 × 1.67 × 10 −27 × 4 × 10 6 × 1.6 × 10 −19 = 0.6 × 1.6 × 10 −19 ≈ 0.48(T )（2）粒子被加速的次数：n=Ek 4 × 10 6 × 1.6 × 10 −19 = = 200 qU 1.6 × 10 −19 × 2 × 10 4在磁场中运动的总时间tn = =T πm n= n 2 Bq3.14 × 1.67 × 10 − 27 × 200 0.48 × 1.6 × 10 −19 ≈ 1.4 × 10 −5 ( s )（3）粒子虽然在电场中的加速不是连续的，但每一次加速的电压不变，加速度不变， 且下一次加速的初速度是上一次加速的末速度，故在电场中的加速可等效为匀加速.0 + vm ⋅ t电 2 1 2 E k = mv m 2 m ∴ t电 = 2nd 2EkQ nd == 2 × 2w × 0.01 × 10 − 2 × ≈ 1.4 × 10 −9 ( s )1.67 × 10 − 27 2 × 4 × 10 6 × 1.6 × 10 −19例 3．如图所示为磁流体发电机示意图，其中两极板间距 d = 20cm，磁场的磁感应强度 B=5T，若接入额定功率 P=100W 的灯泡，灯泡正好正常发光，灯泡正常发光时的电阻 R=400 Ω ，不计发电机内阻，求： （1）等离子体的流速多大？ （2）若等离子体均为一价离子，则每 1s 有多少个什么性质的离子打在下极板. 分析：U2 R ∴U = PR = 100 × 400 = 200(v) U 200 I= = = 0.5( A) R 400 Q ε = Bdv QP =天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 第 7 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周200 U = = 200m / s Bd Bd 5 × 0.2 q ne QI = = 1 t 0 .5 I ∴n = = ≈ 3 × 1018 (个) −19 e 1.6 × 10 ∴v = =正电荷打在下板上.ε天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 8 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周四、随堂监测 A 组1．如图（1）所示，一质量为 m，电荷量为 q 的粒子，从容器 A 下方的小孔飘入电势 差为 u 的加速电场.然后让粒子垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁扬中做匀速圆周运动，最 后打到照相底片 D 上.求：①粒子进入磁场中的速度；②粒子在磁场中运动的轨道半径.图（1） 2．如图（2）所示的平行板容器中，电场强度 E 和磁感应强度 B 相互垂直.具有某一水 平速度 v 的带电粒子将沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不发生偏转， 具有其他速度 的带电粒子将发生偏转.这种器件将把具有上述速度 v 的粒子选出来，叫速度选择器，试证 明带电粒子具有速度 v=E ，才能沿图示的虚线路径通过. B图（2） 3．目前世界上正在研究的新型发电机的原理如图（3）所示.设想在相距为 d，且足够长 的甲乙两金属板间加有垂直纸面向里，磁感应强度为 B 的匀强，两板通过电键和灯泡相连， 将气体加热到使之高度电离的温度，气体电离后由于正、负电荷一样多，且带电量均为 q， 因而称为等离子体，将其以速度 v 喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产 生电压，这就是磁流体发电机与一般发电机不同之外，它可以直接把内能转化为电能，求： （1）图中哪个极板是发电机的正极？ （2）发电机的电动势多大？图（3）天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 第 9 页天津一中网校 同步教学 —— 年级：高三科目：物理 教师：聂士胜2006-2007 年第二学期第三周4．有一种质谱仪的结构如图（4）所示，带电粒子经过S1和S2之间的电场加速后，进入 P1、P2之间的狭缝，P1、P2之间存在着互相正交的磁场B1和电场E，只有在这一区域内不改 变运动方向的粒子才能顺利通过S0上的狭缝， 进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域后做匀速 圆周运动，打在屏A’A上，并发出亮光，记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离d， 即可求出带电粒子的比荷，简述其原理.图（4） 5．一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把质子加速到v，使它获得的能量为Ek，在不 考虑相对论效应的情况下，则 （1）能把α粒子加速到的速度为（ ）A. v1 B. v 2 B. 2 E KC. 2v）1 D. v 4 D. 1 Ek 4）（2）能使α粒子获得的动能为（A. E k1 C. E K 2（3）加速α粒子的交变电场频率与加速质子的交变电场频率之比为（ A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．1：4天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有第 10 页五、随堂监测B 组1．如图（5）是测量电粒子质量的仪器工作原理示意图.设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A 中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为一价的分子离子.分子离子从狭缝S 1以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝S 2、S 3射入磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ.最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S 3的细线.若测得细线到狭缝S 3的距离为d.图（5）（1）导出分子离子的质量m 的表达式.（2）根据分子离子的质量数M 可以推测有机化合物的结构简式，若某种含C 、H 和卤素的化合物的M 为48，写出其结构简式.（3）现有某种含C 、H 和卤素的化合物，测得两个M 值，分别为64和66.试说明原因，并写出它们的结构简式.在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量如下表： 元素 H C F Cl Br 含量较多的同位素的质量数 1 12 19 35.3779.81 2．1998年升空的α磁谱仪探索太空中存在的反物质和暗物质，利用磁谱仪可测定太空中粒子的荷质比.如图（6）所示，当太空中的某一粒子从O 点垂直进入磁感应强度B=10T 的匀强磁场后，沿半圆周运动到达P 点，测得OP 距离10cm ，从P 点离开磁场到Q 点，电子计时器记录数据为10-8s.已知PQ 距离50cm ，试判断该粒子带何种电荷？荷质比为多大？它可能是电子、正电子、质子、反质子中的哪一个？图（6）3．回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交变电压为U=2×104V，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径R=1m，磁场的磁感应强度B=0.5T，问：（1）质子最初进入D形盒的动能多大？（2）质子经回旋加速器最后得到的动能多大？（3）交变电源的频率是多少？4．如图（7）所示，已知回旋加速器中，D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5T，盒的半径R=60cm，两盒间距d=1.0cm，盒间电压U=2.0×104V，今将α粒子从近于间隙中心某点向D形盒内以近似于零的初速度垂直B的方向射入，求粒子在加速器内运动的总时间.图（7）5．如图（8）所示，为一电磁流量计的示意图，截面为一正方形的非磁性管，其每边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动的方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B.现测得液体表面上a、b两点间电势差为U，求管内导电液体的流量Q.图（8）六、参考答案A 组222.1qB mU r m qUv == 分析：粒子进入加速电场时的速度很小，近似为零.粒子进入磁场时速度设为vmqUv mv qU 2212=∴=Q 粒子在磁场中圆运动半径为r222qB mU Bq mv r r v m BqV ==∴=Q 2．证明：粒子沿直线通过，所受合力必须为零即BqV=EqBE v =∴ 3．（1）甲（2）Bvd分析：（1）正粒子受向上的洛仑兹力故向上板聚集，故甲板为发电机正极.（2）当甲、乙两板电势差不为零后，再进入两极间的粒子受电场力和洛仑兹力，开始二力大小不等，粒子继续偏转直至二力平衡.dB B E m q BdVd d U E EqBqV 212.4==∴===εεQ 分析：设加速电场加速电压为U ，可求得带电粒子进入速度选择器时的速度v ，根据平衡条件知道，只有速度为v 的带电粒子才能被选择.粒子做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力充当向心力，建立q/m 的关系.qvB 1=qE 可知，只有速度为v=E/B 1的粒子才能通过.这一部分装置叫速度选择器，S 0以下的空间只存在磁场B 2，不存在电场.带电粒子在洛伦兹力的作用下将做半径为R （R=2d ）的匀速圆周运动. qvB 2=mv 2/R①qB 2=mE/B 1R② 由②得RB B E m q 21=，式中B 1、B 2是人为加上去的，R 可测量，这样便可以求带电粒子的比荷q/m.[答案]d B B E m q 212=原理（略） [说明] 质谱仪的主要原理是带电粒子在磁场中的偏转，在现代科学技术中有着重要作用.处理这类复习题时要注意对带电粒子运动过程的分析.5．（1）B （2）A （3）C分析：（1）粒子在回旋加速器的磁场中绕行最大半径为RK KP K KP k K K P P E E E E E mq E m R B q mR B q m mv E v v v v v mq v mqBR v Rv m qVB ==∴==∴∝∴=⋅====∴===∴∝∴=∴=αα1:111:44:22121)2(21212:111:42222222222222Q Q（3）交变电场频率与粒子在磁场中运动频率相同m q f m Bq T f ∝∴==λ21Q2:111:42:==∴P f f α B 组 Cl CH CH M ClCH CH M FCH CH Ud qB m 3523372323226466)3()2(8)1(:.1时时答案===分析：（1）求分子离子的质量以m 、q 表示离子的质量、电量，以v 表示离子从狭缝S 2射出时的速度，由功能关系可得21mv 2=qU ，①射入磁场后，在洛伦兹力作用下做圆周运动，如图15-7-7由牛顿定律可得,2Rv m qvB = ② 式中R 为圆的半径.感光片上的细黑线到S 3狭缝的距离d=2R ③ 解得Ud qB m 822= ④ （2）因为12+35=47，接近于48，所以分子离子中不可能含有Cl 和Br ，则结构简式为CH 3CH 2F（3）从M 的数值判断该化合物不可能含Br 而只可能含Cl ，又因为Cl 存在两个含量较多的同位素，即35Cl 和37Cl ，所以测得题设含C 、H 和卤素的某有机化合物有两个M 值，其对应的分子结构简式为M=66，CH 3CH 237Cl ；M=64，CH 3CH 235Cl[说明] 本题考查带电粒子在磁场中运动的规律及处理理化综合问题的能力.由带电离子在磁场中运动规律可推出带电粒子质量的表述式，由分子离子的质量数和各元素原子的质量数的关系首先判断分子离子中所含卤素元素和碳原子的个数，最后得到结构简式.2．负电 1×108C/kg 反质子分析：根据磁场、速度及洛仑兹力三者方向粒子应带负电粒子从P →Q 匀速s m t PQ v /105101050782×=×==−−它可能是反质子质子电子∴××=××=×=×××=⋅=⋅=∴==∴−−−−27193019871067.1106.11091.0106.1/1011.010105222m q m q kg C OP B v R B V m q OPR Bq mVR Q 3．答案：(1) 2×104eV (2) 1.92×10-12J (3) 7.63×106H Z分析：（1）粒子在电场中加速，根据动能定理得eU=E K – 0，E K =eU=2×104eV（2）粒子在回旋加速器的磁场中，绕行的最大半径为R ，则有：qvB=mv 2/R 解得：mqBR v = 所以质子经回旋加速器最后获得的动能为.1063.721)3(1092.1)(2121'61222Z K H m Bq T f JmqBR m mv E ×===×=×==−π [说明] 回旋加速器是带电粒子在电场、磁场中运动的一种具体应用：电场起加速作用，磁场起偏转作用，使得带电粒子在有限的空间范围内可以获得很大的速度，从而获得相应的动能.与圆周运动相比，加速运动的加速时间极短，可以忽略.4．4.3×10-5 (S)分析：带电粒子在回旋加速器转第一周，经两次加速，速度为v 1.周所以得粒子转动由牛顿第二定律得则速度为周后设运转由动能定理得mUqR B n mqBR v R v m qvB mv qU n v n mv qU 4.,.212,,.212222221=====.2242222U B R qB m mU qR B qB m n nT t B πππ=⋅===在磁场中的总时间在磁场运动每周等时则粒子在加速器内运动的总时间t=t B +t E .在间隙处电场中运动时间为t E ，因每次时间不等（且次数又多，分段计算将十分繁琐），可将各段间隙等效“衔接”起来，展开成一条直线，则粒子在电场中运动就可视为初速度为零的匀加速直线运动..103.4)2(.,v ,,0,50t 0s d R U BR t t t UBRd t a v t mqBR v v v dm qU a E B E E t −×=+=+==−=====π得由 本题重点考查对回旋加速器原理的理解及运用数学知识解决物理的能力，覆盖带电粒子在磁场中的匀速圆周运动、在电场中的加速等知识点，解题的关键在于根据题意，分析推理，归纳求得粒子在磁场中匀速圆周运动的圈数，并且能够在电场中将各段间隙等效衔接求出时间.BUd d dB U d V Q BqV q dU BdU=⋅=××==⋅221:.5体体积流量为单位时间导电液衡的洛仑兹力与电场力平当稳定时导电液体受到分析Q。

高考综合复习——磁场专题复习一磁场、磁场对电流及运动电荷的作用总体感知知识网络第一部分　磁场磁感应强度知识要点梳理知识点一——磁场 ▲知识梳理1．磁场的存在 磁场是一种特殊的物质，存在于磁极和电流周围。

2．磁场的特点 磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体之间、磁体与电流（或运动电荷）之间、电流（或运动电荷）与电流（或运动电荷）之间的相互作用都是通过磁场发生的。

3．磁场的方向 规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向（小磁针N极受力方向）。

▲疑难导析()()的比值。

　定义式，通电导线与B垂直 特别提醒：磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向，但绝对不是通电导线在磁场中受力的方向。

通电导线受力的方向与磁感应强度方向垂直，它们的关系由左手定则确定。

知识点三——磁感线 ▲知识梳理一、磁感线 1．磁感线的特点 磁感线的特点：磁感线是为形象地描述磁场的强弱和方向而引入的一系列假想的曲线，是一种理想化的模型。

它有以下特点： （1）磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密可以定性地区分磁场不同区域磁感应强度B的大小。

（2）磁感线是闭合的，磁体的外部是从N极到S极，内部是从S极到N极。

（3）任意两条磁感线永不相交。

（4）条形磁体、蹄形磁体、直线电流、通电螺线管、地磁场等典型磁场各有其特点，记住它们的分布情况有助于分析解决有关磁场的问题。

2．几种常见的磁感线 （1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 在磁体的外部，磁感线从N极射出进入S极，在内部也有相应条数的磁感线（图中未画出）与外部磁感线衔接并组成闭合曲线。

（2）直线电流的磁场 直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆（如图)，其分布呈现“中心密边缘疏”的特征，从不同角度观察，如图。

（3）环形电流的磁场 如图中甲、乙、丙从不同角度观察，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。