磁场复习提纲.doc

第二单元 磁 场
一、磁场：
1、产生：磁极或电流周围的客观存在物质。
2、基本特性：对放在其中的磁极或电流（运动电荷）有力的作用。
3、磁场方向：小磁针静止时的北极指向或磁感线的切线方向。
二、磁场的描述
1、磁感应强度：表示磁场强弱的物理量
（1）B与F、IL无关；只由磁场本身性质决定；
( 2 )是矢量，其方向就是磁场方向；（3）单位：特 1T=1N/A.m
2、磁感线的性质
①磁感线上任意一点的切线方向与此点磁场方向一致；②疏密反映B的大小；
③闭合的曲线，不相交，不相切，不存在。
3、常见的磁场（安培定则）
磁体 电流
三、磁场力
（一）安培力：磁场对通电导线的作用力
1、大小 当B、I、L两两垂直时，F＝BIL 若B与I(L)夹角为θ时，F＝BILsinθ
适用：一般只适用匀强磁场
2、方向判定：左手定则
（二）洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力
1、大小：F=qvBsinθ v∥B时，F=0；v⊥B时，F=qvB
2、方向判断：左手定则。
3、做功特点：不做功
四、应用
（一）带电粒子在（有界）匀强磁场中的运动
1、运动模型：匀速圆周运动
2、基本思路：首先定圆心（方法：①已知两个速度方向；②已知一个速度方向和另一个位置；③已知一个速度方向和半径大小。）、定半径、定圆心角；其次利用数学知识建立半径R、圆心角θ和给定的物理量（包括一些几何量）之间的关系。
（二）仪器
名称
装置
原理
用途
质谱仪

回旋加速器

速度选择器

磁流体发电机

电磁流量计

磁 场
I
B
＋
－
1.如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形筒内有B=1×10－4T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a、b分别作为入射孔和出射孔.现有一束比荷为=2×1011C/kg的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出.其中入射角α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v大小是 （ C ）
A．4×105m/s B．2×105m/s C．4×106m/s D．2×106m/s
+
v
2.如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则（ AD ）
A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0
B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0
C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0
D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0
3.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内，则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为 (C )
A． 　　　B． C．　 D．
4.如图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和匀强电场的强度分别为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A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是 （ ABC ）
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．能通过的狭缝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，粒子的荷质比越小
5．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。
（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；
（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能E㎞。
(1)
（2）
（3）当≤时，粒子的最大动能由Bm决定，
当≥时，粒子的最大动能由fm决定
6.为了测量某厂的污水排放量，在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量 (单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是 ( B )
A．若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高
B．前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关
C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D．污水流量Q与电压U成正比，与a、b有关