磁場_經(jīng)典高考物理試題分析

1、專題專題9磁場磁場（2012上海）32（13分）載流長直導(dǎo)線周圍磁場的磁感應(yīng)強度大小為B＝kIr，式中常量k＞0，I為電流強度，r為距導(dǎo)線的距離。在水平長直導(dǎo)線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流，被兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛，如圖所示。開始時MN內(nèi)不通電流，此時兩細(xì)線內(nèi)的張力均為T0。當(dāng)MN通以強度為I1的電流時，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為T1，當(dāng)MN內(nèi)電流強度變?yōu)镮2時，兩細(xì)線內(nèi)的張力均大于T0。（1）分別指出強度為I1

2、、I2的電流的方向；（2）求MN分別通以強度為I1、I2的電流時，線框受到的安培力F1與F2大小之比；（3）當(dāng)MN內(nèi)的電流強度為I3時兩細(xì)線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求I3。【考點】本題考查電磁感應(yīng)與力學(xué)知識相結(jié)合?！窘馕觥浚?）I1方向向左，I2方向向右（2）當(dāng)MN中通以電流I時，線圈所受安培力大小為F＝kIiL（－），F(xiàn)1:F2＝I1:I21r11r2（3）2T0＝G，2T1＋F1＝G，F(xiàn)3＋G＝Gga，I1:I3＝F

3、1:F3＝（T0－T1）g（a－g）T0，I3＝（a－g）T0I1（T0－T1）g【答案】（1）I1方向向左，I2方向向右；（2）F1:F2＝I1:I2；（3）（a－g）T0I1（T0－T1）g（2012新課標(biāo)）25（18分）如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直。圓心O

4、到直線的距離為35R?，F(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強度大小為B不計重力，求電場強度的大小。25.（18分）解：粒子在磁場中做圓周運動。設(shè)圓周的半徑為r由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得rvmqvB2?①式中v為粒子在a點的速度過b點和O點作直線的垂線，分別與直線交于c和d點。由幾何關(guān)系知，線段ac、bc和過a、b兩點的軌跡圓弧的兩條半徑（未畫出）圍成一

5、正方形。因此ac=bc=r②設(shè)cd=x，由幾何關(guān)系得ac=Rx③45bc=2253xRR??④聯(lián)立②③④式得r=R⑤75再考慮粒子在電場中的運動。設(shè)電場強度的大小為E，粒子在電場中做類平拋運動設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場中的受力公式得qE=ma⑥MNabdc一個周期T內(nèi)的電量為q，根據(jù)電流定義式有TqI?粒子在磁場力作用下做勻速圈周運動，根據(jù)周期公式有BqmT?2?兩式聯(lián)立有mBqI?22?環(huán)形電流與磁感應(yīng)強度成正

6、比，與粒子質(zhì)量成反比，與粒子電荷量的平方成正比，而與粒子速率無關(guān)，答案D。（2012福建）22.（20分）如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細(xì)玻璃管，環(huán)心0在區(qū)域中心。一質(zhì)量為m、帶電量為q（q0）的小球，在管內(nèi)沿逆時針方向（從上向下看）做圓周運動。已知磁感應(yīng)強度大小B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中002mTqB??。設(shè)小球在運動過程中電量保持不變，

7、對原磁場的影響可忽略。（1）在t=0到t=T0這段時間內(nèi)，小球不受細(xì)管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小0v；（2）在豎直向下的磁感應(yīng)強度增大過程中，將產(chǎn)生渦旋電場，其電場線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等。試求t=T0到t=1.5T0這段時間內(nèi)：①細(xì)管內(nèi)渦旋電場的場強大小E；②電場力對小球做的功W。【答案】：mrqBv0?；mrqBE?220?；mrBqW852202?【解析】：（1）小球做圓周運動