- 磁感应强度
- 共34题
12.（22分）为了进一步提高回旋加速器的能量，科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦过程中，离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转。
扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，圆心为O的圆形区域等分成六个扇形区域，其中三个为峰区，三个为谷区，峰区和谷区相间分布。峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，谷区内没有磁场。质量为m，电荷量为q的正离子，以不变的速率v旋转，其闭合平衡轨道如图中虚线所示。
（1）求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r，并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针；
（2）求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ，及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T；
（3）在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B' ，新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°，求B'和B的关系。已知：sin（α±β ）=sinαcosβ±cosαsinβ，cosα=1-2
正确答案
（1）封区内圆弧半径
旋转方向为逆时针方向②
（2）由对称性，封区内圆弧的圆心角
每个圆弧的长度
每段直线长度
周期
代入得
（3）谷区内的圆心角
谷区内的轨道圆弧半径
由几何关系
由三角关系
代入得
知识点
21.形象描述磁场分布的曲线叫做____________,通常___________的大小也叫做磁通量密度。
正确答案
21.磁感线；磁感应强度
知识点
在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中
26.在对螺线管通电________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。
27.（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为
正确答案
前
解析
通电后调零则出现测量不准确结果
考查方向
解题思路
仪表调零的先后顺序
易错点
通电后调零
正确答案
解析
减小通电螺线管的电流后，磁传感器的读数减小，由于将探管从螺线管的另一端插入，故方向相反
考查方向
解题思路
由安培定则分析通电导线周围的磁场关系
易错点
磁场方向
21.形象描述磁场分布的曲线叫做____________,通常___________的大小也叫做磁通量密度。
正确答案
磁感线；磁感应强度
解析
为了形象的描述磁场而假想出来的曲线，曲线上任意一点的切线方向均表示该位置的磁场方向，这样的曲线称为磁感线；磁场的强弱大小用磁感应强度表示，在磁通量中有：
考查方向
解题思路
磁感线是为了形象的描述磁场引入的，是假象的，磁感线的疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向．
易错点
本题考查了磁感线的特点，还要知道磁感线实际不存在，与电场线对应知记忆
知识点
4．如图所示，两根无限长导线，均通以恒定电流I。两根导线的直线部分和坐标轴非常接近，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的、半径相同的一段圆弧。规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，已知直线部分在原点O处不形成磁场，此时两根导线在坐标原点处的磁感应强度为B。下列四个选项中均有四根同样的、通以恒定电流I的无限长导线，O处磁感应强度也为B的是
A
B
C
D
正确答案
解析
在题干所给图中相当于一个顺时针方向的环形电流取其一半（Ⅱ、Ⅳ象限）；在选项A中，显然Ⅱ、Ⅳ象限的电流相互抵消，Ⅰ、Ⅲ象限的仍然相当于一个顺时针方向的环形电流的一半，因此圆心O处的磁感应强度与题干所给图中的相同；在选项B中，则相当于是一个完整的顺时针方向的环形电流，圆心O处的磁感应强度与图甲中的相比方向相同，大小则是2倍；在选项C中，Ⅰ、Ⅲ象限的电流相互抵消，Ⅱ、Ⅳ象限的电流相当于一个逆时针方向的环形电流的一半，圆心O处的磁感应强度与图甲中的相比大小相同，但方向相反；在选项D中，Ⅱ、Ⅳ象限的电流相互抵消，Ⅰ、Ⅲ象限的电流相当于一个逆时针方向的环形电流的一半，圆心O处的磁感应强度与图甲中的相比大小相同，但方向相反，故只有选项A正确；
考查方向
本题主要考查了安培定则、磁场的叠加的应用，以及等效法的运用问题
解题思路
某一象限的四分之一环形电流与其他某象限的四分之一电流在原点产生的磁感应强度有可能相同，也有可能相反。
易错点
某一象限的四分之一环形电流与其他某象限的四分之一电流在原点产生的磁感应强度有可能相同，也有可能相反。
知识点
9．关于放置于某磁场中的通电导体棒，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
磁感应强度是磁场自身的一种性质，由磁场本身决定。
考查方向
解题思路
磁感应强度是磁场自身的一种性质，由磁场本身决定。
易错点
公式B=
知识点
26．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中
(1)在对螺线管通电________(选填“前”或“后”)必须对磁传感器进行调零。
(2)(单选题)实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为（ ）
A．5mT
B．-5mT
C．3mT
D．-3mT
正确答案
(1) 前
(2) D
解析
(1) 在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则就会有测量误差。
(2)减小通电螺线管的电流后，螺线管内的磁感应强度变小，由于从另一端插入，磁传感器的读数可能为-3mT。
知识点
32．如图A．，两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0.2kg的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v–t图像如图B．所示。在15s时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为0。求：
(1) 金属杆所受拉力的大小F；
(2) 0–15s内匀强磁场的磁感应强度大小B0；
(3) 15–20s内磁感应强度随时间的变化规律。
正确答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)由
由图可得
同理可知在15-20s时间段仅在摩擦力作用下运动。
右图由图可得
解得
(2)在10-15s时间段杆在磁场中做匀速运动，因此
以
解得
(3)由题意可知在15-20s时间段通过回路的磁通量不变，设杆在10-15s内运动距离为d，15s后运动距离为x。
其中
由此可得
知识点
17．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示。正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而再相遇去迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
知识点
20． 如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间t变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小及t0时刻线框的速率v为（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
扫码查看完整答案与解析