高中物理磁感应强度计算题

一个质量为m带电量为q的小球，以初速度v₀自离地面h高度处水平抛出．重力加速度为g，空气阻力忽略不计．

（1）求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小．
（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动，请判断电场的方向并求出电场强度E的大小．
（3）若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场，发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P．已知OP间的距离大于h，请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小．

如图所示，在空间建立O﹣xyz坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，垂直纸面向外为z轴的正方向（图中未画出）．一个放射源放在x轴上A点（﹣2a，0），它能持续放出质量为m，带电量为+q，速度大小为v₀的粒子，粒子射出方向与x轴夹角可调节，在第二象限区域外加场的作用下，粒子射出后总由y轴上C点（0，3a，0）以垂直于y轴的方向射入第一象限．而在y轴右侧相距为a处有与x轴垂直的足够大光屏PQ，y轴和光屏PQ间同时存在垂直纸面向外、大小为E₀的匀强电场以及大小为B₀=的匀强磁场，不计粒子的重力．

（1）若在第二象限整个区域仅存在沿﹣y轴方向的匀强电场，求该电场的场强E；
（2）若在第二象限整个区域仅存在垂直纸面的匀强磁场，求磁感应强度B；
（3）在上述两种情况下，粒子最终打在光屏上的位置坐标．

如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×10^－2kg的通电直导线，电流强度I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s²)

磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面积的边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U．求：

（1）导体上、下侧面哪个电势较高？
（2）磁场的磁感应强度是多大？

在赤道上，地磁场可以看成沿南北方向的均匀磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10^﹣4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长25米，通有从西向东的电流20A，问地磁场对这根直导线的作用力有多大？方向如何？

如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U₀，反向值也为U₀，现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO＇的速度v₀=不断射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．试求：

（1）粒子打出电场时位置离O＇点的距离范围；
（2）若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后，都能通过圆形磁场边界的一个点处，而便于再收集，则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大？

如图a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计，比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过后，电荷以的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过NM时为t=0时刻），计算结果可用表示。

（1）求O点与直线MN之间的电势差
（2）求图b中时刻电荷与O点的水平距离
（3）如果在O点右方处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间

如图所示，在空间中存在垂直纸面向外，宽度为d的有界匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的粒子自下边界的P点处以速度v沿与下边界成30°角的方向垂直射入磁场，恰能垂直于上边界射出，不计粒子重力，题中d、m、q、v均为已知量。则

(1)粒子带何种电荷？
(2)磁场磁感应强度为多少？

如图，OAC的三个顶点的坐标分别为O（0,0）、A（0，L）、C(，0)，在OAC区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在t=0时刻，同时从三角形的OA边各处以沿y轴正向的相同速度将质量均为m，电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，已知在t=t₀时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴。不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用。

（1）求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P（P点图中未标出）射出磁场，求这两个粒子在磁场中运动的时间t₁与t₂之间应满足的关系；
（3）从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔最大值为，求粒子进入磁场时的速度大小。

把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中．试问：

（1）当导线中通以I₁=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10^﹣7N，该磁场的磁感应强度B的大小为多少？
（2）若该导线中通以I₂=3A的电流，试求此时导线所受安培力F的大小，并在图中画出安培力的方向．

磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。
(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ且斜向下，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？
(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？

(1)下列过程中，没有利用电磁波的是_______________。
A．电视机接收卫星电视信号       B．移动电话通话
C．电风扇通电后正常运转         D．雷达发现飞机
(2)[3分]物理学中描述电场强弱的物理量是_________。
A．电流      B．电荷量        C．电场强度       D．磁感应强度
（3）[3分]在国际单位制中，电容的单位是____________
A．法拉     B．伏特      C．安培       D．欧姆
（4）[3分]下列说法正确的是__________
A．电磁感应现象是牛顿发现的
B．交流发电机发出的电流方向不变
C．升压变压器的原、副线圈匝数相同
D．远距离输电要用高电压，是为了减少输电线上的电能损失
（5）[4分]当螺线管中通入如图所示的电流时，位于它B端附近的小磁针____________（填“会”或“不会”）发生偏转，螺线管A端的磁极是____________（填“N极”或“S极”）

（6）[6分] 一根长L＝0.2m的直导线，通有I＝2A的电流，放入磁感应强度B＝1T的匀强磁场中。问：
①当导线方向与磁场方向平行时，导线会不会受到安培力？
②当导线方向与磁场方向垂直时，导线受到的安培力是多大？

电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A。（不计轨道摩擦）求：

（1）弹体的加速度；
（2）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？
（3）磁场力的最大功率为多大？

如图所示，在倾角为37°的固定金属导轨上，放置一个长L=0.4m、质量m=0.3kg的导体棒，导体棒垂直导轨且接触良好。导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源，电阻R＝2.5 Ω，其余电阻不计，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现外加一与导体棒垂直匀强磁场，（sin37°=0.6，cos37°=0.8  g=10m/s²）求：

(1) 使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，所加磁场的磁感应强度B的大小和方向；
(2) 使导体棒静止在斜面上，所加磁场的磁感应强度B的最小值和方向。

质量为1kg的金属杆静止于相距1m的两水平轨道上，金属杆中通有方向如图所示．大小为20A的恒定电流，两轨道处于竖直方向的匀强磁场中，金属杆与轨道间的动摩擦因数为0.6（g取10m/s²）。

求：（1）欲使杆向右匀速运动，求磁场的磁感应强度大小和方向。
（2）欲使杆向右以加速度为2m/s²作匀加速运动，求磁场的磁感应强度大小。