磁場

4．（2008年高考廣東物理卷4題）1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形合D₁、D₂構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是

A．離子由加速器的中心附近進入加速器

B．離子由加速器的邊緣進入加速器

C．離子從磁場中獲得能量

D．離子從電場中獲得能量

4．BD。【解析】回旋加速器的原理是帶電粒子在電場中加速度，在磁場中編轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)半周加速一次，因此其軌道半徑越來越大，粒子是從加速器的中心附近進入加速器的，最后是從加速器的最外邊緣引出高速的粒子。

【誤區(qū)警示】帶電粒子在磁場與電場中運動時的特性是不同的，粒子在磁場中受到的洛侖茲力是不會對粒子做功的，起不到加速的作用，而在電場中粒子是可以加速的，就是通常所說的“電場加速磁場偏轉(zhuǎn)”，這就是回旋加速器的原理。

17．（2008年高考理綜四川卷17題）在沿水平方向的勻強磁場中，有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動。開始時線圈靜止，線圈平面與磁場方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α。在磁場開始增強后的一個極短時間內(nèi)，線圈平面

A．維持不動   

B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動

    C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動         

    D．將轉(zhuǎn)動，因不知磁場方向，不能確定α會增大還是會減小

17、B     解析：由楞次定律可知，當磁場開始增強時，線圈平面轉(zhuǎn)動的效果是為了減小線圈磁通量的增加，而線圈平面與磁場間的夾角越小時，通過的磁通量越小，所以將向使減小的方向轉(zhuǎn)動．

24．（19分）（2008年高考理綜四川卷24題）

    如圖，一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下，固定在水平面上。整個空間存在勻強磁場，磁感應強度方向豎直向下。一電荷量為q（q＞0）、質(zhì)量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運動，圓心為O’。球心O到該圓周上任一點的連線與豎直方向的夾角為θ（0＜θ＜。為了使小球能夠在該圓周上運動，求磁感應強度大小的最小值及小球P相應的速率。重力加速度為g。

24、解析：

據(jù)題意，小球P在球面上做水平的勻速圓周運動，該圓周的圓心為O’。P受到向下的重力mg、球面對它沿OP方向的支持力N和磁場的洛侖茲力

            f＝qvB                                     ①

式中v為小球運動的速率。洛侖茲力f的方向指向O’。根據(jù)牛頓第二定律

                                              ②

                                          ③

由①②③式得

                                  ④

由于v是實數(shù)，必須滿足

≥0                               ⑤

由此得B≥                                      ⑥

可見，為了使小球能夠在該圓周上運動，磁感應強度大小的最小值為

                                          ⑦

此時，帶電小球做勻速圓周運動的速率為 

                                        ⑧

由⑦⑧式得

                                        ⑨