2008年高考试题分类汇编之《磁场》

第 1 页 共 5 页 2008 年高考试题分类汇编之 磁场 四川卷 24 19 分 如图 一半径为 R 的光滑绝缘半球面开口向下 固定在水平面上 整个空间存在匀 强磁场 磁感应强度方向竖直向下 一电荷量为 q q 0 质量 为 m 的小球 P 在球面上做水平的匀速圆周运动 圆心为 O 球 心 O 到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为 0 为了使小球能够在该圆周上运动 求磁感应强度大小的最 2 小值及小球 P 相应的速率 重力加速度为 g 解析 据题意 小球 P 在球面上做水平的匀速圆周运动 该圆周的圆心为 O P 受到 向下的重力 mg 球面对它沿 OP 方向的支持力 N 和磁场的洛仑兹力 f qvB 式中 v 为小球运动的速率 洛仑兹力 f 的方向指向 O 根据牛顿第二定律 0cos mgN sin sin 2 R v mNf 由 式得 0 cos sinsin 2 2 qR v m qBR v 由于 v 是实数 必须满足 0 cos sin4sin 2 2 gR m qBR 由此得 B cos 2 R g q m 可见 为了使小球能够在该圆周上运动 磁感应强度大小的最小值为 cos 2 min R g q m B 此时 带电小球做匀速圆周运动的速率为 m RqB v 2 sin min 由 式得 sin cos gR v 重庆卷 25 20 分 题 25 题为一种质谱仪工作原理示意图 在以 O 为圆心 OH 为 对称轴 夹角为 2 的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场 对称于 OH 轴的 C 和 D 分别是离子发射点和收集点 CM 垂直磁场左边界于 M 且 OM d 现有一正离子束以 小发散角 纸面内 从 C 射出 这些离子在 CM 方向上的分速度均为 v0 若该离子束中比 第 2 页 共 5 页 荷为的离子都能汇聚到 D 试求 q m 1 磁感应强度的大小和方向 提示 可考虑沿 CM 方向运动的离子为研究对象 2 离子沿与 CM 成 角的直线 CN 进入磁场 其轨道半径和在磁场中的运动时间 3 线段 CM 的长度 解析 1 设沿 CM 方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为 R 由 1 2 R 2 0 0 mv qv B R R d 得 B 0 mv qd 磁场方向垂直纸面向外 2 设沿 CN 运动的离子速度大小为 v 在磁场中的轨道半径为 R 运动时间为 t 由 vcos v0 得 v 0 cos v R mv qB cos d 方法一 设弧长为 s t s v s 2 R 第 3 页 共 5 页 t 0 2 v R 方法二 离子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T 2 m qB t 0 2 v 3 方法一 CM MNcot sin dMN sin R cos d 以上 3 式联立求解得 CM dcot 方法二 设圆心为 A 过 A 做 AB 垂直 NO 可以证明 NM BO NM CMtan 又 BO ABcot R sin cot cotsin cos d CM dcot 宁夏卷 14 在等边三角形的三个顶点 a b c 处 各有 一条长直导线垂直穿过纸面 导线中通有大小相等的恒定电流 方向如图 过 c 点的导线所受安培力的方向 A 与 ab 边平行 竖直向上 B 与 ab 边平行 竖直向下 C 与 ab 边垂直 指向左边 第 4 页 共 5 页 D 与 ab 边垂直 指向右边 答案 C 解析解析 本题考查了左手定则的应用 导线 a 在 c 处产生的磁场方向由安培定则可判 断 即垂直 ac 向左 同理导线 b 在 c 处产生的磁场方向垂直 bc 向下 则由平行四边形定 则 过 c 点的合场方向平行于 ab 根据左手定则可判断导线 c 受到的安培力垂直 ab 边 指向左边 广东文科基础 61 如图 8 所示 电流强度为 I 的一段通电直导线处于匀强磁场中 受到的安培力为 F 图中正确标志 I 和 F 方向的是 答案 A 解析 安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直 且满足左手定则 广东理科基础 17 有关洛仑兹力和安培力的描述 正确的是 A 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B 安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现 C 带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功 D 通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 答案 B 解析 通电直导线与磁场平行 不受安培力 选项 A 错误 安培力方向与磁场垂直 选项 D 错误 洛仑兹力对带电粒子不做功 选项 C 错误 安培力是大量运动电荷所受洛仑 兹力的宏观表现 选项 B 正确 广东理科基础 18 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动 下列说法正确的是 A 速率越大 周期越大 B 速率越小 周期越大 C 速度方向与磁场方向平行 D 速度方向与磁场方向垂直 答案 D 解析 由可知 选项 A B 错误 做匀速圆周运动时 速度方向与磁场方 2 m T qB 向垂直 选项 D 正确 广东卷 4 1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器 其原理如图所示 这台加速器由两个铜质 D 形合 D1 D2构成 其间 留有空隙 下列说法正确的是 A 离子由加速器的中心附近进入加速器 第 5 页 共 5 页 B 离子由加速器的边缘进入加速器 C 离子从磁场中获得能量 D 离子从电场中获得能量 答案 AD 解析 离子由加速器的中心附近进入加速器 从电场中获取能量 最后从加速器边 缘离开加速器 选项 A D 正确 广东卷 9 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离 从而显示其运动轨迹 图是 在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹 a 和 b 是轨迹上的两点 匀 强磁场B垂直纸面向里 该粒子在运动时 其质量和电量不变 而动 能逐渐减少 下列说法正确的是 A 粒子先经过 a 点 再经过 b 点 B 粒子先经过 b