- 磁场
- 共10463题
如图11-2-15所示，在倾角为300的斜面上，放置两条宽L=0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab，电源电动势E=12V，内阻r=0．3Ω，金属杆与导轨间最大静摩擦力为fm=0.6N，磁场方向垂直轨道所在平面，B=0.8T．金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计．欲使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻的范围多大?(g取10m／s2)
正确答案
2.5Ω≤R≤11.5Ω
重力沿斜面向下的分力G1=mgsin300=1.0N>fm,所以在没有安培力的情况下，金属杆ab将下滑．金属杆ab所受的安培力方向沿斜面向上，如果所取电阻较小，电流强度较大，则安培力BIL可能大于金属杆ab的重力沿斜面方向的分力G1，金属杆ab有向上滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向下，当静摩擦力为最大值时，金属杆ab处于临界状态；反之，如果所取电阻较大，电流强度较小，则安培力BIL可能小于G1，金属杆ab有向下滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向上，当静摩擦力为最大值时，金属杆ab又处于临界状态；在两个临界状态的临界条件分别为：
矩形线圈abcd放在如图所示匀强磁场中，线圈abcd可绕轴O O，转动，磁场足够大. 下列做法中可以使线圈abcd中产生感应电流的是（ ）
正确答案
D
当线圈以OO’为轴旋转时，其磁通量发生变化，有感应电流产生
如图所示，有一电子束从点a处以一定的水平速度飞向竖直放置的荧光屏，将垂直击中荧光屏上的点b，已知电子的质量为m，电量为q.
（1）若在电子束运行途中加一半径为R的圆形磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，圆心O在点a、b连线上，点O距荧光屏距离为L，为使电子束仍击中荧光屏上的点b，可加一个场强为E的匀强电场，指出此匀强电场的方向和范围，并求出电子束的速度．
（2）现撤去电场，电子束以原速度沿原来方向从a点发射，运动方向在磁场中偏转后击中荧光屏上的点c．求b、c间的距离.
正确答案
（1）电子束的速度v=E/B
（2）b、c间的距离
（1）电子进入磁场时受竖直向下的洛伦兹力，要使电子仍击中b点，电子束必须做匀速直线运动，故电子必受竖直向上的电场力。所加电场方向竖直向下，电场的左右边界面与圆O相切。电子受到的合外力为零，可得 evB=eE，v=E/B。
（2）撤去电场后，电子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做半径为r的匀速圆周运动，离开磁场区域做匀速直线运动击中屏上点c，如下图所示．
设电子在磁场中偏转的角度为，由直角三角形bOc可得b、c间距离s=Ltan．由直角三角形ODO′可得圆形磁场区域半径 ，
。
如图所示，很长的平行边界面M、N、P间距分别为
正确答案
带电粒子垂直进入磁场后，受洛仑兹力，做匀速圆周运动，
若要粒子刚好从磁场II的右侧射出，则粒子应刚好与磁场边界平行地到达磁场边缘，如图所示，设
粒子进入磁场I后，以
联立(1)、(2)、(3)、(4)，可得：
如图4所示，PR是一块长L的绝缘平板，整个空间有一平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B。一个质量为m、带电量为q的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=
⑴ 物体与挡板碰撞前后的速度V1和V2；
⑵ 磁感强度B的大小；
⑶ 电场强度E的大小和方向。
正确答案
⑴
⑵
⑶ 
物体碰挡板后在磁场中做匀速运动，可判断物体带的是正电荷，电场方向向右。
⑴ 物体进入磁场前，在水平方向上受到电场力和摩擦力的作用，由静止匀加速至V1。
物体进入磁场后，做匀速直线运动，电场力与摩擦力相等
在碰撞的瞬间，电场撤去，此后物体仍做匀速直线运动，速度为V2，不再受摩擦力，在竖直方向上磁场力与重力平衡。
离开磁场后，物体在摩擦力的作用下做匀减速直线运动
由④式可得：
代入③式可得：
解以上各方程可得：
⑵ 由③式得：
⑶ 由②式可得：
长方形导体如图放置，在垂直x轴的两面加电压U，电流为I且沿x轴正方向流动．如沿Z轴正方向加一个磁感强度为B的匀强磁场，则在垂直于y轴的两个侧面上得到电压为U'．试求导体中单位体积内的自由电子数n．
正确答案
如图15-5-10所示，匀强磁场的磁感应强度为B，垂直纸面向里，宽度为d 0，一电荷量为e的电子以水平速度v 0垂直射入磁场中，穿出磁场时，速度与竖直方向的夹角为60°.求：
（1）电子的质量m；
（2）电子在磁场中的运动时间.
图15-5-10 图15-5-11
正确答案
（1）
（2 
（1）因粒子初、末速度的垂线交于O，则O即为圆心，OA=OB=R，如图15-5-11所示.作OC⊥PQ，则OC=d，由几何关系得∠BOC=60°.
则
由
（2）
横截面是矩形，abcd的金属导体，放在匀强磁场中，通过电流I时，测得ab边比cd边电势高，如图所示。若导体中单位长度的电子数为n，电子电量为e，ab边长为
正确答案
（1） 
金属导体中的电流是自由电子的定向运动，设平均速度为v，I=nev。放在磁场中，在洛仑兹力作用下，要发生向下的偏转，使得导体的cd面积累负电荷，ab面的电势高于cd面，所加磁场的磁感强度最小时，磁场方向应沿ba方向。导体内形成电场，定向移动的自由电子受到的电场力跟磁场力平衡，有eU/
(1)预言电磁波存在物理学家是___________,第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是___________.
(2)某LC振荡回路的电容器的电容是可变的,线圈不可变,当电容器电容为C1时,它激起的电磁波波长为λ1;当电容器电容为C2时,它激起的电磁波波长为λ2;当电容器电容为C1+C2时,它激起的电磁波波长λ=___________.
正确答案
(1)麦克斯韦 (2)赫兹(3)
(1)是物理常识，属于识记知识。
(2)计算三种情况下,LC电路的振荡频率,利用波动公式λ=c/f得：
λ1=
则当电容为C1+C2时,λ=2πc
综上可得λ=
如图15-2-12所示，导线ab固定，导线cd与ab垂直且与ab相距一小段距离，cd可以自由移动，试分析cd的运动情况.
图15-2-12
正确答案
一边顺时针转动，一边向ab靠近.
首先分析固定导线ab的磁感线的分布情况，如题图所示（用安培定则），然后用左手定则分析cd导线在磁场中的受力情况，可以发现cd导线将顺时针方向转动.仔细留意一下就会发现，当cd一转动，两者的电流就有同向的成分，而同向电流相互吸引，可见cd导线在转动的同时还要向ab导线平移.
如图1-1所示，两根平行放置的金属导轨，间距为，倾角为，导轨间有电动势、内阻不计的电源。现将一质量为、电阻为的铜棒与轨道垂直放于导轨上，导轨与铜棒间的动摩擦因数为，导轨电阻不计，要使棒静止在在导轨上，所施加的竖直向上的磁场磁感应强度应多大？
正确答案
所施加的竖直向上的磁场磁感应强度应为
采用正视图方式分析铜棒受力，如图1-2所示，当较小时有：，铜棒有沿导轨下滑趋势，摩擦力沿导轨向上，由于铜棒处于静止状态，则有状态方程：
当磁感应强度最小为时，物体所受到的摩擦力达到最大静摩擦力，故有
联立、、、方程解得：
如图1-3所示，当较大时有：，铜棒有沿导上滑趋势摩擦力沿导轨向下，由于铜棒处于静止状态，则有状态方程：
当磁感应强度最大为时，物体所受到的摩擦力达到最大静摩擦力，故有
联立、、、方程解得：
所施加的磁感应强度为：
用来判断通电导线中的电流方向与电流产生的磁场方向之间关系的是_______定则；
正确答案
安培定则
试题分析：用来判断通电导线中的电流方向与电流产生的磁场方向之间关系的是安培定则，
点评：右手一般牵涉到磁场与电流的方向，左手一般牵涉到力的判断
（B）在磁体或______的周围存在着磁场．磁场最基本的特性就是对放入其中的其他磁极或______有力的作用．
正确答案
磁体和通电导线的周围存在磁场，磁场的基本性质是对放在其中的磁体或通电导线存在力的作用；
故答案为：通电导线，通电导线．
安培的磁性起源的假说，揭示了磁现象的电本质，我使我们认识到，______的磁场和______的磁场6样，都是由______产生的．
正确答案
电流的形成是因电荷的定向移动，故它周围的磁场是因电荷的运动．
磁铁周围的磁场，人们仍认为是因电荷的运动，因磁铁的由分子组成的，而分子是由原子核和核外电子构成，分子在运动，因此组成分子的电荷也在运动，整体运动的有序性，就可在其周围形成磁场．所以磁铁的磁场与电流的磁场是一样的，都是由运动电荷产生的．
故答案为：磁铁，电流，运动电荷．
如图所示，真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场，与坐标原点相切，磁场的磁感应强度大小B=2×10-３T，方向垂直于纸面向外，在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域，电场强度E=1.5×10３N/C。在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏，从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比
（1）该粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动时间。
（2）该粒子最后打到荧光屏上，该发光点的位置坐标。
（3）求荧光屏上出现发光点的范围
正确答案
（1）由题意可知：粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R="r=0.5m " （2分）
由牛顿运动定律得 Bqv=
可得粒子进入电场时的速度v=
在磁场中运动的时间t1=
（2）粒子在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场，如图所示，
在电场中的加速度大小a=
粒子穿出电场时vy=at2=
tanα=
在磁场中y1="r=0.5m " （1分）
在电场中侧移y2=
飞出电场后粒子做匀速直线运动y3=L2tanα="(2-0.5-0.5)×0.75=0.75m " （1分）
故y=y1+y2+y3="0.5m+0.1875m+0.75m=1.4375m " （1分）
则该发光点的坐标(2 ，1.4375)
（3）r=R，所有的带电粒子都平行于x轴射出磁场。（1分）
yP’=yA+r=1.9375 m
yO’=yA-r=0.9375 m （1分）
故，P’ (2 ，1.9375) O’ (2 ，0.9375)
P’ O’之间都有发光点（1分）
略
扫码查看完整答案与解析