1、1(2017皖南八校联考)医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及一对磁极 N 和 S 构成,磁极间的磁场是均匀的使用时,两电极 a、b 均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动,电极 a、b 之间会有微小电势差在达到平衡时,血管内部的电场可看做是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中,两触点间的距离为 3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为 160 V,磁感应强度的大小为 0.040 T则血流速度的近似值和电极 a、b 的
2、正负为()A1.3 m/s,a 正、b 负 B2.7 m/s,a 正、b 负C1.3 m/s,a 负、b 正D2.7 m/s,a 负、b 正解析:选 A.由左手定则可判定正离子向上运动,负离子向下运动,所以 a 正、b 负,达到平衡时离子所受洛伦兹力与电场力平衡,所以有:qvBqUd,代入数据解得 v1.3 m/s,故选 A.2(多选)如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板 a、b,相距为 d,ab 间的电场强度为 E,今有一带正电的微粒从 a 板下边缘以初速度 v0 竖直向上射入电场,当它飞到 b 板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为 d 的狭缝穿过 b 板而进入 bc
3、 区域,bc 区域的宽度也为 d,所加电场强度大小为 E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于Ev0,重力加速度为 g,则下列关于粒子运动的有关说法正确的是()A粒子在 ab 区域的运动时间为v0gB粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动,圆周半径 r2dC粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动,运动时间为d6v0D粒子在 ab、bc 区域中运动的总时间为(6)d3v0解析:选 ABD.粒子在 ab 区域,竖直方向上做匀减速运动,由 v0gt 得 tv0g,故 A 正确;水平方向上做匀加速运动,av0t g,则 qEmg,进入 bc 区域,电场力大小未变方向竖直向上,电场力
4、与重力平衡,粒子做匀速圆周运动,由 qv0Bmv20r,得 rmv0qB,代入数据得 rv20g,又 v202gd,故 r2d,B 正确;在 bc 区域,粒子运动轨迹所对圆心角为,sin 12,6,运动时间:t sv062dv0 d3v0,故 C 错误;粒子在 ab 区域的运动时间也可以表示为:t dv0/22dv0,故总时间 t 总2dv0d3v0(6)d3v0,故 D 正确 3.(2016高考浙江卷)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
5、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,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 变为 90,求 B和 B 的关系已知:sin()sin cos cos sin,cos 12sin22解析:(1)峰区内圆弧半径 r
6、mvqB旋转方向为逆时针(2)由对称性,峰区内圆弧的圆心角 23 每个圆弧的长度 l2r3 2mv3qB 每段直线长度 L2rcos 6 3r 3mvqB 周期 T3(lL)v代入得 T(23 3)mqB.(3)谷区内的圆心角 1209030谷区内的轨道圆弧半径 rmvqB由几何关系 rsin 2rsin 2由三角关系 sin 302 sin 15 6 24代入得 B 312B.答案:见解析4如图甲所示,宽度为 d 的竖直狭长区域内(边界为 L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的周期性变化的电场(如图乙所示),电场强度的大小为 E0,E0 表示电场方向竖直向上t0 时,一带正电、
7、质量为 m 的微粒从左边界上的 N1 点以水平速度 v 射入该区域,沿直线运动到 Q 点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的 N2点Q为线段 N1N2 的中点,重力加速度为 g.上述 d、E0、m、v、g为已知量(1)求微粒所带电荷量 q 和磁感应强度 B 的大小;(2)求电场变化的周期 T;(3)改变宽度 d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求 T 的最小值解析:(1)微粒做直线运动,则 mgqE0qvB微粒做圆周运动,则 mgqE0联立得 qmgE0B2E0v.(2)设微粒从 N1 运动到 Q 的时间为 t1,做圆周运动的周期为t2,则d2vt1qvBmv2R2Rvt2联立得 t1 d2v,t2vg 电场变化的周期 Tt1t2 d2vvg.(3)若微粒能完成题述的运动过程,要求 d2R联立得 Rv22g设在 N1Q 段直线运动的最短时间为 t1min由得 t1minRv v2g因 t2 不变,T 的最小值为 Tmint1mint2(21)v2g.答案:(1)mgE0 2E0v (2)d2vvg (3)(21)v2g本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放