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1、2009 届磁场练习参考答案 2008-05第 1 页 共 4 页2009 届磁场练习参考答案1、AD 2、A3、解析:根据天平的原理很容易得出安培力 F= ,mg21所以 F=NBLI= mg21因此磁感应强度 B= 。NLI4、(13 分)解:离子在磁场中做匀速圆周运动,有 RvmBq2得: qv如图,当离子到达位置 P 时圆心角为RvtO由几何可知: 2解得 mqBt本题 13 分; 其中式各 3 分;式 4 分5(16 分)解析:画出金属杆的截面图。由平衡条件和平行四边形定则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小,B 也最小。根据左手定则,这时 B 应垂直于导轨平面向上,大小
2、满足: BI1L=mgsin, B=mgsin/I1L。当 B 的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,沿导轨方向合力为零,得 BI2Lcos=mgsin,I 2=I1/cos。6(16 分)解析:依动能定理,质子在电场中第一次加速获得的动能 ,粒子经回旋回速器最后的动能为:粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供故有 eVmaxB=mv2/Rmax 得运动半径 Rmax=mVmax/eB 最大动能 KEm2)BeR(ax运动周期 T= 交流电的变化周期和粒子做圆周运动的周期相同eBmVax7、(18 分)解析:小球摆动时,只有重力做功,由动能定理得 2v1coslg小球向左或向右摆动
3、经过 C 点的速度大小虽相等,但方向一左一右,导致它所受洛仑兹力一下一上,所以绳子的拉力应有两种情况。当小球向右摆动经过 C 处时,由牛顿第二定律得+B2009 届磁场练习参考答案 2008-05第 2 页 共 4 页lvmgqBTc21当小球向左摆动经过 C 处时,由牛顿第二定律得lvmgqBTc22由联立解得: cos1gl2qB)cos23(1glqBcos23gT28(18 分)解析:(1)小球在 C 点的受力图如图所示,由平衡条件( 2 分)mgqEtan代入数据 得 E3.0N/C (2)设磁感强度为 B,小球在 A 点,依牛顿第二定律有RvmgqvNA200小球从 A 点运动到
4、C 点,依动能定理有)(21)cos(sin20vmgRqEt代入数据 得 C 点的速度 vt = 5.0m/s 小球在 C 点,有Bqvmgtcos代入数据 得 NA3.210 N 依牛顿第三定律,小球射入圆弧轨道后瞬间,小球对3轨道的压力为 3.210 N,方向向下 39(13 分) (1)设进入 A 点的离子的速度为 v,在 AB 段离子作直线运动,可知 FEF BFE Eq (1 分) FBB 0qv (1 分)故 0vB在 BC 段,有 FBB 0qv (1 分)2mR所以 0v(1 分)20BqREm+A CV0OmgqEqVtB2009 届磁场练习参考答案 2008-05第 3
5、页 共 4 页(1 分)012BCDABmtTq(1 分)0ABCDtv离子通过 AB、BC、CD、DA 各段的时间相等,离子运动一圈所用时间 04mTqB(1 分)(2)离子通过 AB、CD 段时 ,通过 BC、DA 段时 E=0; (1 分)20BqREm通过 AB 及 BC 段时 B 的方向垂直纸面向外,通过 CD 段时 B 方向垂直纸面向里,通过 DA 段 B 方向垂直纸面向外。 (1 分)(3)图象如图所示。 图象共 4 分:其中两图的图线形状、分布都正确的 1 分,E 的最大值、两图横坐标的时间单位和时刻标度值齐全且都正确的 3 分。10 解:(1)设 b 所带电量为 q,a、b
6、碰后粘在一起共同运动的速度大小为 v,由于 a、b 碰后在竖直面内沿半圆弧 ACD 做匀速圆周运动,所以电场力跟重力是平衡力,洛仑兹力充当向心力,即:Eq=(m 1+m2)g (2 分)qvB=(m 1+m2) (2 分)Rv由于 a、b 碰后在竖直面内沿半圆弧 ACD 做匀速圆周运动,所以碰后速度 v 的方向一定水平向右,故由 a、b 碰撞过程中水平方向动量守恒得:m2v0=(m 1+m2)v (3 分)由解得: (2 分) (2 分)Eg)(q1g)m(BvER210(2)设 a、b 碰后粘在一起在复合场中运动的时间为 t1,从圆周最高点以速度 v 平抛到地面所用的时间为 t2 则: (2 分)gEq)(T121(2 分)2gt1R由解得,从 a、b 两球相碰到他们再次回到地面所用的时间(2 分))m(BvEg2tt 21021 (3)由题意分析可知,a、b 两球碰撞过程中损失的机械能 21202 v)()ghvm1(E2009 届磁场练习参考答案 2008-05第 4 页 共 4 页