磁场(高考真题+模拟新题).doc

K单元磁场
K1 磁场安培力

[2011·课标全国卷] 为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
图1-2
【解析】 B 地理的南极是地磁场的N极,由右手螺旋定则知B正确.
[2011·课标全国卷] 电磁轨道炮工作原理如图1-,,
图1-4
(可视为匀强磁场),,理论上可采用的办法是( )



,轨道长度L变为原来的2倍,其他量不变
【解析】 BD 弹体所受安培力为F安=BIl,由动能定理得:BIL=mv2,只将轨道长度L变为原来的2倍,其速度将增加至原来的倍,A错误;只将电流I增加至原来的2倍,其磁感应强度也随之增加至原来的2倍,其速度将增加至原来的2倍,B正确;只将弹体质量减至原来的一半,其速度将增加至原来的倍,C错误; 将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍时,其速度将增加至原来的2倍,D正确.
L1[2011·江苏物理卷] 如图2所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,,在下落过程中( )
图2




L1[2011·江苏物理卷] B 【解析】当线框由静止向下运动时,穿过线框的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可得,产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化,A错误,B正确;因线框上下两边所处的磁场强弱不同,线框所受的安培力的合力一定不为零,C错误;整个线框所受的安培力的合力竖直向上,对线框做负功,线框的机械能减小,D错误.
K2 磁场对运动电荷的作用

[2011·课标全国卷] 如图1-10所示,在区域Ⅰ(0≤x≤d)和区域Ⅱ(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域Ⅰ,Ⅰ时,速度方向与x轴正向的夹角为30°;此时,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域Ⅰ,:
(1)粒子a射入区域Ⅰ时速度的大小;
(2)当a离开区域Ⅱ时,a、b两粒子的y坐标之差.
图1-10
【答案】(1)设粒子a在Ⅰ内做匀速圆周运动的圆心为C(在y轴上),半径为Ra1,粒子速率为va,运动轨迹与两磁场区域边界的交点为P′,
qvaB=m①
由几何关系得
∠PCP′=θ②
Ra1=③
式中,θ=30°.
由①②③式得
va=④
(2)设粒子a在Ⅱ内做圆周运动的圆心为Oa,半径为Ra2,射出点为Pa(图中未画出轨迹),∠P′OaPa=θ′=
qva(2B)=m⑤
由①⑤式得
Ra2=⑥
C、P′和Oa三点共线,且由⑥式知Oa点必位于x=d的平面上,由对称性知,Pa点与P′点纵坐标相同,即yPa=Ra1cosθ+h⑦
式中,h是C点的y坐标.
设b在Ⅰ中运动的轨道半径为Rb1,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得
qB=2⑧
设a到达Pa点时,b位于Pb点,Ⅰ,则
=⑨
=⑩
式中,t是a在区域Ⅱ中运动的时间,而
Ta2=
Tb1=
由⑤⑧⑨⑩式得α=30°
由①③⑧式可见,b没有飞出Ⅰ.Pb点的y坐标为
yPb=Rb1cosα+Ra1-Rb1+h
由①③⑦⑧式及题给条件得,a、b两粒子的y坐标之差为yPa-yPb=(-2)d
[2011·海南物理卷] 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图1-,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,( )
图1-8

B. 入射速度相同的粒子在磁场中的