1、1高二物理期末专题复习三一、电流周围的磁场方向，安培力和洛仑兹力的方向判断知识提醒：电流周围的磁场方向用 手判断，注意手是弯曲的，还有，要弄清楚大姆指什么时候指电流方向，什么时候指磁场方向。 安培力和洛仑兹力的方向用 手判断，注意手是伸开的，大姆指始终指力的方向，四指始终指电流的方向（负电荷运动方向与电流方向相反）例 1、导体 A 和线圈 B 在同一平面上，导体 A 固定不动，线圈 B 可以自由运动。分别给 A、B 通有电流的方向如图所示时，则线圈 B 将：A向上运动 B向下运动 C向左运动 D向右运动跟踪练习：1、下面的各图显示了示磁场对通电直导线的作用力.其中正确的是：（ ）2 下列各图中
2、，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感 线的分布情况，其中正确的是（ ）3如右图所示，软铁芯上绕着两个匝数相同的线圈 P 和 Q，为了使图中通电导线 L（其电流方向已在图中标明）受到向下的磁场力 F 的作用，线圈 P、Q 的端点 a、b 和 c、d 与电源正、负极 e、f 连接的顺序应是 ( ) . ea，bc，df . ea，bd ，c f eb ，a c ，df eb ，a d，c f二、安培力的平衡问题：一定要画侧视图进行受力分析例 2.如图所示，两平行光滑导轨相距为 20cm，与水平面的夹角 45，金属棒 MN 质量为，电阻 R8 ，匀强磁场的磁感应强度 B 的方向竖直向下，大小为
3、0.8T，电源电动kg10势 E10V，内阻 r =1。当开关 S 闭合时，MN 处于平衡状态。求：变阻器 R1 的阻值是多大？ (g 取 )/2smFBICBAIFBIBFBFDI2跟踪练习1、如图 所示，质量为 m50g 的铜棒长 L10cm，用长度均为 l，质量可不计的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的 匀强磁场 B 中，已知 B0.50T，通电后棒向纸外偏转，当棒处于静止状态时，悬线与竖直方向的夹角为 37取 g10m/s 2，已 知 sin370.6，cos37 0.8求铜棒中电流的方向及电流的大小2、如图所示，两平行金属导轨间的距离 L0.40 m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角
4、37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E4.5 V、内阻 r0.50 的直流电源。现把一根质量 m0.040 kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R2.5 ，金属导轨电阻不计，g 取 10 m/s2。已知 sin 370.60，cos 37 0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力。3如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 整个装置处于沿竖直方向的匀强
5、磁场中质量为 m 的金属杆 ab 垂直导轨放置，当杆中通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时，金属杆 ab 刚好静止则A磁场方向竖直向下 B磁场方向竖直向上C ab 所受支持力的大小为 mgcos Dab 所受支持力的大小为 mg/cos4如图所示，通电细杆 ab 质量为 m，置于倾角为 的导轨上。导轨和杆间不光滑，通有电流时，杆静止在导轨上。下图是四个侧视图，标出了四种匀强 磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是baI3三、带电粒子在有界匀强磁场中的运动基本步骤：第一步，确定圆心（1、作两条垂线的交点； 2、入射点的垂线加半径大小）第二步，求半径（1、根据公式计算半径；2 、根据几何关系求半径，
6、主要是直角三角形边与角的关系和勾股定理）第三步，求时间（先求周期，再根据公式 求时间）Tt规律总结 1.带电粒子在有界磁场中运动的常见情形。(1)直线边界(进出磁场具有对称性,如图所示)(2)平行边界(存在临界条件 ,如图所示 )例 3. 一个质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子从 x 轴上的 P（ a，0）点以速度 v，沿与 x 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：（1）匀强磁场的磁感应强度 B 和射出点的坐标。（2）带电粒子在磁场中的运动时间是多少？跟踪练习：1. 电子从A 点以速度 v垂直于磁场边界射入宽度为 d的匀强磁场中，电子离开磁场时
7、的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示.电子的质量为m ，电荷量为e ，电子的重力和空气阻力均忽略不计,求 : (1)在图中正确画出电子从进入匀强磁场到离开匀强磁场时的轨 迹；(用尺和圆规规范作图)(2)求匀强磁场的磁感应强度。42、如图所示，平行极板 A、B 间有一电场，在电场右侧有一宽度为 d 的匀强磁场。质量 m、电荷量为+q 的带电粒子在 A 极板附近由静止释放，在仅在电场力作用下，加速后以速度 v 离开电场，并垂直磁场进入磁场；粒子离开磁场时与磁场边界线成 300角，不计重力。问：（1）极板 A、B，哪个极板的电势高？A、B 间的电压是多大？（2）磁感应强度 B ？3.如图所示，
8、MN 表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 B. 一个电荷量为 q 的带电粒子从感光板上的狭缝 O 处以垂直于感光板的初速度 v 射入磁场区域，最后到达感光板上的 P 点. 经测量 P、 O 间的距离为 l，不计带电粒子受到的重力. 求：（1）带电 粒子所受洛伦兹力的大小；（2）带电粒子的质量大小.4、如图所示，有一磁感强度 TB410.9的匀强磁场，C、D 为垂直于磁场方向的同一平面内的两点，它们之间的距离 l=0.05m，今有一电子在此磁场中运动，它经过 C 点的速度 v 的方向和磁场垂直，且与 CD 之间的夹角 =30。（电子的
9、质量 kgm310.9，电量 q1906.）（1）电子在 C 点时所受的磁场力的方向如何？VCD5（2）若此电子在运动后来又经过 D 点，则它的速度应是多大？（3）电子从 C 点到 D 点所用的时间是多少？5在直角坐标系 xoy 中，有一半径为 R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为 B，磁场方向垂直xoy 平面指向纸面内，该区域的圆心坐标为（R ，0） ，如图所示有一个质量为 m 带电量为q的离子，由静止经匀强电场加速后从点（0， ）沿 x 轴正方向射入磁场，离子从射入到射出2磁场通过了该磁场的最大距离，不计重力影响求离子在磁场区域运动所经历的时间 t来来源:Z,xx,k.Com6、带电粒子在
10、匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计） ，轨道如图中曲线 abc 所示.则该粒子 （ ） A. 带正电，运动方向 abc B. 带负电，运动方向 cbaC. 带负电，运动方向 abc D. 带正电，运动方向 cba7粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的 4 倍与 2 倍，两粒子均带正电让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动已知磁场方向垂直纸面向里以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是： A B C D8如图所示，在MON=60 0 的扇形区域内中有匀强磁场，磁感强度的方向垂直纸面向里，大小为 B。现有一质量为 m 电量为 q 的
11、带电粒子，在 OM 上 P 点，以垂直边界 OM 的初速度垂直甲 乙 甲 乙 甲乙 甲乙6磁感线射入此磁场。O、P 两点的距离为 a。在磁场作用下沿垂直于 ON 的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知， ( )A不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间B能确定粒子速度的大小C能确定粒子通过 ON 时的位置D不能确定粒子在磁场中运动所通过的弧长9、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（ ）A向东偏转 B向南偏转 C向
12、西偏转 D向北偏转四、带电粒子在复合场中运动知识提醒：带电粒子在复合场中运动的处理方法(1)搞清楚复合场的组成，一般是磁场、电场的复合；磁场、重力场的复合；磁场、重力场、电场的复合；电场和磁场分区域存在(2)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外还要特别关注电场力和磁场力的分析(3)确定带电粒子的运动状态注意将运动情况和受力情况结合进行分析(4)对于粒子连续经过几个不同场的情况，要分段进行分析、处理(5)画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律例 4如图所示的坐标系，x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向在 x 轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿 y 轴正方向的
13、匀强电场和垂直 xOy 平面( 纸面)向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿 y 轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场一质量为 m、电荷量为 q 的带电质点，从 y 轴上 yh 处的 P1 点以一定的水平初速度沿x 轴负方向进入第二象限，然后经过 x 轴上 x2h 处的 P2 点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动，之后经过 y 轴上 y2h 处的 P3 点进入第四象限已知重力加速度为 g.试求：(1)粒子到达 P2 点时速度的大小和方向；(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向7跟踪练习：1 如图所示，在以坐标
14、原点 O 为圆心、半径为 R 的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为 B，磁场方向垂直于 xOy 平面向里一带正电的粒子(不计重力)从 O 点沿 y 轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经 t0 时间从 P 点射出(1)求电场强度的大小和方向(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从 O 点以相同的速度射入，经 时间恰好从半圆形区域的边t02界射出求粒子运动加速度的大小(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从 O 点射入，但速度为原来的 4 倍，求粒子在磁场中运动的时间2如图所示为质谱仪 的原理图，A 为粒子加速器，电压为 U1；B 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度
15、为 B1，板间距离为 d；C 为偏转分离器，磁感应强度为 B2。今有一质量为m、电量为 q 的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动，求：（1）粒子 的速度 v；（2）速度选择器的电压 U2；（3）粒子在 B2 磁场中做匀速圆周运动的半径 R。83.质谱仪是用来测定带电粒子质量的一种装置，如图所示，电容器两极板相距为 d，两板间电压为 U，极板间匀强磁场的磁感应强度为 B1，方向垂直纸面向外，一束电荷电量相同质量不同的带正电的粒子从电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为 B2 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外.结果分别打在感光片上的 a、b 两点，设 a、b 两点之间距离为x，粒子所带电荷量为 q，且不计重力，求： 学科网（1 ）粒子进入磁场 B2 时的速度 v； 学科网（2 ）打在 a、 b 两点的粒子的质量之差m. 学科网
