物理创新设计第十一章-磁场11章章末整合

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1、磁场磁场的产生磁场的描述章末整合磁场磁场的描述磁场的作用图11－11．(2008·宁夏理综，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11－1所示．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D．与ab边垂直，指向右边解析：本题考查的知识点是右手螺旋定则、磁感应强度的叠加、左手定则．因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向内，根据右手螺旋定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方；b

2、处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方．由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60°，又由于c点距a、b两点的距离相等，a、b处导线中的电流相等，所以产生的两个磁感应强度大小也相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下．由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与ab边垂直，指向左边，故选项C正确．答案：C图11－22．(2009·重庆卷，19)如图11－2所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线()A．相互吸引，fa>fbB．相互排斥，fa>

3、fbC．相互吸引，fa

4、能量解析：本题源于课本而又高于课本，既考查考生对回旋加速器的结构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用规律．由R＝知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，A项正确，B项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变．磁场的作用是改变离子的速度方向，所以C项错误，D项正确．答案：AD图11－44．(2009·辽宁、宁夏卷，25)如图11－4所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方

5、有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直．一质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场．粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点．已知OP＝l，OQ＝2l.不计重力．求：(1)M点与坐标原点O间的距离；(2)粒子从P点运动到M点所用的时间．解析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，沿y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0；粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则a＝①

6、t1＝②v0＝③其中x0＝2l，y0＝l.又有tanθ＝④联立②③④式，得θ＝30°⑤因为M、O、Q点在圆周上，∠MOQ＝90°，所以MQ为直径．从图中的几何关系可知，R＝2l⑥MO＝6l.⑦(2)设粒子在磁场中运动的速度为v，从Q到M点运动的时间为t2，则有v＝⑧t2＝⑨带电粒子自P点出发到M点所用的时间t为t＝t1＋t2⑩联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得t＝.⑪答案：(1)6l(2)图11－55．(2009·广东卷，12)如图11－5是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

7、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()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．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小解析：粒子先在电场中加速，进入速度选择器做匀速直线运动，最后进入磁场做匀速圆周运动．在速度选择器中受力平衡：Eq＝qvB得v＝E/B，方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，B、C两项正确．进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，得，R＝，所以荷质比不同

8、的粒子偏转半径不一样，所以，A项对，D项错．答案：ABC6．(2009·山东卷，25)如图11－6甲所示，建立xOy坐标系．两平行极板P、Q垂直于y轴