考點(diǎn)10磁場(chǎng)

1、考點(diǎn)10 磁場(chǎng)一、選擇題1. (2013安徽高考)圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線,其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,導(dǎo)線中通有大小相同的電流,方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng),它所受洛倫茲力的方向是()A.向上 B.向下 C.向左 D.向右【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)先判定通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布;(2)再根據(jù)平行四邊形定則,確定在正方形中心O處的磁場(chǎng)方向;(3)最后利用左手定則,判斷帶電粒子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力方向?！窘馕觥窟xB。由右手螺旋定則可以判斷出a、b、c、d四根長(zhǎng)直導(dǎo)線在正方形中心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示:四個(gè)

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度按矢量的平行四邊形定則合成,可得合磁場(chǎng)為水平向左。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向,可得洛倫茲力豎直向下,故B項(xiàng)正確。2. (2013廣東高考)如圖,兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b,從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打到屏P上。不計(jì)重力。下列說法正確的有()A.a、b均帶正電B.a在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短C.a在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短D.a在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)由左手定則判斷離子的電性。(2)畫出離子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡。(3)由牛頓第二定律結(jié)合幾何知識(shí)判斷離子飛行時(shí)間和落點(diǎn)位置?！窘馕觥窟xA、D。要使離子打在屏上,由

3、左手定則,可判出a、b均帶正電,A正確;由牛頓第二定律qvB=m,得r=,離子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,又T=,t=T,知a比b飛行時(shí)間長(zhǎng),a比b飛行路程長(zhǎng),B、C錯(cuò)誤;又a、b在P上落點(diǎn)距O點(diǎn)的距離分別為2rcos、2r,故D正確。3. (2013新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖,半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外,一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,射入點(diǎn)與ab的距離為,已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為60,則粒子的速率為(不計(jì)重力)()A.B. C. D. 【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)先由

4、對(duì)稱性畫出帶電粒子在圓形區(qū)域磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡;(2)再根據(jù)幾何關(guān)系求出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑即可求出粒子的速率。【解析】選B。根據(jù)對(duì)稱性,帶電粒子射入圓形區(qū)域磁場(chǎng)時(shí)速度方向與半徑的夾角總是與帶電粒子射出磁場(chǎng)時(shí)其速度方向與半徑的夾角相等,畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,根據(jù)圖找?guī)缀侮P(guān)系可得帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=R,再由qvB=m,得r=,解得v=,故選項(xiàng)B正確。4. (2013新課標(biāo)全國(guó)卷)空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的橫截面的半徑為R,磁場(chǎng)方向垂直于橫截面。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng),離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向60

5、。不計(jì)重力,該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A. B. C. D.【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)理解速度方向偏離入射方向60的含義,畫出幾何圖形,確定粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的圓半徑;(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力和幾何關(guān)系建立方程求解?！窘馕觥窟xA。粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=R,由可得,B=,選項(xiàng)A正確。5. (2013浙江高考)在半導(dǎo)體離子注入工藝中,初速度可忽略的磷離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖所示。已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過=30后從磁場(chǎng)右邊界射出

6、。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),離子P+和P3+()A.在電場(chǎng)中的加速度之比為11B.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1C.在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為12D.離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為13【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)正離子在電場(chǎng)中,由于電場(chǎng)力的作用做加速運(yùn)動(dòng);(2)正離子在磁場(chǎng)中,洛倫茲力提供向心力,做圓周運(yùn)動(dòng)?！窘馕觥窟xB、C、D。磷離子P+和P3+的質(zhì)量相等,在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力為13,所以加速度之比為13,A項(xiàng)錯(cuò)誤;離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為13,初速度可忽略的磷離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后,由動(dòng)能定理可得,離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為它們的帶電量之比,即13,D項(xiàng)正確;在磁場(chǎng)中

7、做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力qvB=m,可得r=,=,B項(xiàng)正確;設(shè)P+在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為R,由幾何知識(shí)可得磁場(chǎng)的寬度為R,而P3+的半徑為R,由幾何知識(shí)可得P3+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度為60,P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度為30,所以磷離子P+和P3+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為12,C項(xiàng)正確。6. (2013上海高考)如圖,足夠長(zhǎng)的直線ab靠近通電螺線管,與螺線管平行。用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖像是()【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下兩點(diǎn):(1)離電流越遠(yuǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度越弱;(2)通電螺線管兩端磁性最強(qiáng),中間最弱?！窘馕觥窟xC。通電螺線管外部中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最

8、小,兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,沿兩端往外磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,所以用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖像是C。7. (2013海南高考)三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線搭成一等邊三角形。在導(dǎo)線中通過的電流均為I,電流方向如圖所示。a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的平分線上,且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等。將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3。下列說法正確的是()A.B1=B20)的粒子從左側(cè)平行于x軸射入磁場(chǎng),入射點(diǎn)為M。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R。粒子離開磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸交于P點(diǎn)(圖中未畫出),且=R。不計(jì)重力。求M點(diǎn)到O點(diǎn)的距離和粒子在磁場(chǎng)

9、中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),確定圓心和半徑,畫出軌跡圖。(2)判斷帶電粒子飛出磁場(chǎng)后如何運(yùn)動(dòng),畫出軌跡圖。(3)利用洛倫茲力提供向心力、周期及幾何關(guān)系求解問題。【解析】根據(jù)題意,帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡交虛線OL于A點(diǎn),圓心為y軸上的C點(diǎn),AC與y軸的夾角為,粒子從A點(diǎn)射出后,運(yùn)動(dòng)軌跡交x軸于P點(diǎn),與x軸的夾角為,如圖所示。有qvB=m周期為T=聯(lián)立得T=過A點(diǎn)作x、y軸的垂線,垂足分別為B、D。由圖中幾何關(guān)系得=Rsin=cot60=cot=+=由以上五式和題給條件得sin+cos=1解得=30或=90設(shè)M點(diǎn)到

10、O點(diǎn)的距離為hh=R-根據(jù)幾何關(guān)系=-=Rcos-利用以上兩式和=Rsin得h=R-Rcos(+30)解得h=(1-)R(=30)h=(1+)R(=90)當(dāng)=30時(shí),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=當(dāng)=90時(shí),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=【答案】(1+)R或(1-)R 或11. (2013北京高考)如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng);金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響,求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小;(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大小;(3)粒子在磁

11、場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R?！窘忸}指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E可以由公式來計(jì)算。(2)用動(dòng)能定理計(jì)算粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大小。(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,應(yīng)根據(jù)牛頓第二定律求解其半徑。【解析】(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)(2)根據(jù)動(dòng)能定理解得(3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力解得【答案】(1) (2) (3)12. (2013福建高考)如圖甲,空間存在一范圍足夠大的垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。讓質(zhì)量為m,電量為q(q0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場(chǎng)中。不計(jì)重力和粒子間的影響。(1)若粒子以初速

12、度v1沿y軸正向入射,恰好能經(jīng)過x軸上的A(a,0)點(diǎn),求v1的大小;(2)已知一粒子的初速度大小為v(vv1),為使該粒子能經(jīng)過A(a,0)點(diǎn),其入射角(粒子初速度與x軸正向的夾角)有幾個(gè)?并求出對(duì)應(yīng)的sin值;(3)如圖乙,若在此空間再加入沿y軸正向、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),一粒子從O點(diǎn)以初速度v0沿y軸正向發(fā)射。研究表明:粒子在xOy平面內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng),且在任一時(shí)刻,粒子速度的x分量vx與其所在位置的y坐標(biāo)成正比,比例系數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)大小E無(wú)關(guān)。求該粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度值vm。【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)熟練掌握以下方法:(1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法。(2)對(duì)新情境的問題能從題中獲取有

13、用信息,建立物理模型并分析臨界問題?！窘馕觥?1)帶電粒子以速率v在磁場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),有qvB=m當(dāng)粒子以初速度v1沿y軸正方向入射時(shí),轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周至A點(diǎn),據(jù)幾何關(guān)系有a=2R1聯(lián)立式解得v1=(2)如圖,O、A兩點(diǎn)處于同一圓周上,且圓心在的直線上,半徑為R。當(dāng)給定一個(gè)初速度v時(shí),有2個(gè)入射角,分別在第1、2象限,有:sin=sin=由兩式得(3)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中僅電場(chǎng)力做功,因而在軌道的最高點(diǎn)處速率最大,其縱坐標(biāo)為ym據(jù)動(dòng)能定理有依題意有vm=kym由于比例系數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)無(wú)關(guān),若E=0時(shí),粒子以初速度v0沿y軸正向入射,有v0=kR0由式得【答案】(1) (2)見解析(3) 13.

14、 (2013四川高考)如圖所示,豎直平面(紙面)內(nèi)有直角坐標(biāo)系xOy,x軸沿水平方向。在x0的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在第二象限緊貼y軸固定放置長(zhǎng)為l、表面粗糙的不帶電絕緣平板,平板平行于x軸且與x軸相距h。在第一象限內(nèi)的某區(qū)域存在方向相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2、方向垂直于紙面向外)和勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出)。一質(zhì)量為m、不帶電的小球Q從平板下側(cè)A點(diǎn)沿x軸正向拋出;另一質(zhì)量也為m、帶電量為q的小球P從A點(diǎn)緊貼平板沿x軸正向運(yùn)動(dòng),變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)后從y軸上的D點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)圓周離開電磁場(chǎng)區(qū)域,沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),然后從x軸上的K點(diǎn)進(jìn)

15、入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一點(diǎn),且豎直方向速度相同。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小球P電量不變,小球P和Q始終在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)且均看作質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g。求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小,并判斷P球所帶電荷的正負(fù);(2)小球Q的拋出速度v0的取值范圍;(3)B1是B2的多少倍?【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)小球P在電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),必有重力與電場(chǎng)力平衡;(2)小球Q在空間做平拋運(yùn)動(dòng);(3)結(jié)合小球P、Q相遇條件求解?！窘馕觥?1)由題給條件,小球P在電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),必有重力與電場(chǎng)力平衡,設(shè)所求場(chǎng)強(qiáng)大小為E,有mg=qE 得E=小球P在平板下側(cè)緊貼平板運(yùn)動(dòng),其所受洛倫茲力必豎

16、直向上,故小球P帶正電。(2)設(shè)小球P緊貼平板勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,此時(shí)洛倫茲力與重力平衡,有B1qv=mg設(shè)小球P以速度v在電磁場(chǎng)內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,有設(shè)小球Q與小球P在第四象限相遇點(diǎn)的坐標(biāo)為x、y,有x=R,y0小球Q運(yùn)動(dòng)到相遇點(diǎn)所需要時(shí)間為t0,水平方向位移為s,豎直方向位移為d,有s=v0t0由題意得x=s-l,y=h-d聯(lián)立相關(guān)方程,由題意可知v00,得(3)小球Q在空間做平拋運(yùn)動(dòng),要滿足題設(shè)要求,則運(yùn)動(dòng)到小球P穿出電磁場(chǎng)區(qū)域的同一水平高度時(shí)的W點(diǎn)時(shí),其豎直方向的速度與豎直方向位移yQ必須滿足vy=vyQ=R設(shè)小球Q運(yùn)動(dòng)到W點(diǎn)時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有vy=gtyQ=gt2聯(lián)立相關(guān)

17、方程,解得B1=B2B1是B2的0.5倍。【答案】(1) P球帶正電(2) (3)0.514. (2013天津高考)一圓筒的橫截面如圖所示,其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中M板帶正電荷,N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放,經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中。粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出,設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失,且電荷量保持不變,在不計(jì)重力的情況下,求:(1)M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;(2)圓筒的半徑R;(3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,僅將M板向上平移

18、d,粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放,粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間,與圓筒的碰撞次數(shù)n?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)先根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中碰撞前后速度的大小沒有變化,確定粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同,運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性;(2)再根據(jù)對(duì)稱性確定帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角和半徑;(3)最后根據(jù)加速電場(chǎng)電壓變化前后的比例關(guān)系,找出速度變化前后的比例關(guān)系,進(jìn)而確定變化后的圓心角和半徑及碰撞次數(shù)?！窘馕觥?1)設(shè)兩板間的電壓為U,由動(dòng)能定理得qU=mv2由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得U=Ed聯(lián)立以上式子可得E=(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)用幾何關(guān)系作出圓心為O,圓半徑為r

19、。設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為A,由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從S孔射出,因此,SA弧所對(duì)的圓心角AOS等于。由幾何關(guān)系得r=Rtan粒子運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力充當(dāng)向心力,由牛頓第二定律得qvB=m聯(lián)立式得R=(3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,M板向上平移d后,設(shè)板間電壓為U,則U=設(shè)粒子進(jìn)入S孔時(shí)的速度為v,由式看出綜合式可得v=v設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則r=設(shè)粒子從S到第一次與圓筒碰撞期間的軌跡所對(duì)圓心角為,比較兩式得到r=R,可見=粒子須經(jīng)過四個(gè)這樣的圓弧才能從S孔射出,故n=3【答案】(1) (2) (3)315. (2013浙江高考)為了降低潛艇噪音,提高其前進(jìn)速度,可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。

20、潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器,每組由6個(gè)相同的、用絕緣材料制成的直線通道推進(jìn)器構(gòu)成,其原理示意圖如下。在直線通道內(nèi)充滿電阻率=0.2m的海水,通道中abc=0.3m0.4m0.3m的空間內(nèi),存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6.4T、方向垂直通道側(cè)面向外。磁場(chǎng)區(qū)域上、下方各有ab=0.3m0.4 m的金屬板M、N,當(dāng)其與推進(jìn)器專用直流電源相連后,在兩板之間的海水中產(chǎn)生了從N到M,大小恒為I=1.0103A的電流,設(shè)該電流只存在于磁場(chǎng)區(qū)域。不計(jì)電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻,海水密度m=1.0103kg/m3。(1)求一個(gè)直線通道推進(jìn)器內(nèi)磁場(chǎng)對(duì)通電海水的作用力大小,并判斷其方向;(2)在不改變潛艇

21、結(jié)構(gòu)的前提下,簡(jiǎn)述潛艇如何轉(zhuǎn)彎?如何“倒車”?(3)當(dāng)潛艇以恒定速度v0=30m/s前進(jìn)時(shí),海水在出口處相對(duì)于推進(jìn)器的速度v=34m/s,思考專用直流電源所提供的電功率如何分配,求出相應(yīng)功率的大小。【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下兩點(diǎn):(1)海水相當(dāng)于導(dǎo)體,在通電狀態(tài)下受安培力。(2)對(duì)潛艇作正確的受力分析?！窘馕觥?1)將通電海水看成導(dǎo)線,所受磁場(chǎng)力F=IBL代入數(shù)據(jù)得:F=IBc=1.01036.40.3N=1.92103N用左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)海水作用力方向向右(或與海水出口方向相同)(2)考慮到潛艇下方有左右兩組推進(jìn)器,可以開啟或關(guān)閉不同個(gè)數(shù)的左右兩側(cè)的直線通道推進(jìn)器,實(shí)施轉(zhuǎn)彎。改變

22、電流方向或者磁場(chǎng)方向,可以改變海水所受磁場(chǎng)力的方向,根據(jù)牛頓第三定律,使?jié)撏А暗管嚒薄?3)電源提供的電功率中的第一部分:牽引功率P1=F牽v0根據(jù)牛頓第三定律:F牽=12IBL當(dāng)v0=30m/s,代入數(shù)據(jù)得:P1=F牽v0=121.9210330W=6.9105W第二部分:海水的熱功率對(duì)單個(gè)直線通道推進(jìn)器,根據(jù)電阻定律:R=代入數(shù)據(jù)得:R=0.2=0.5由熱功率公式,P=I2R代入數(shù)據(jù)得:P單= I2R=5.0105WP2=125.0105W=6.0106W第三部分:單位時(shí)間內(nèi)海水動(dòng)能的增加值設(shè)t時(shí)間內(nèi)噴出海水的質(zhì)量為mP3=12考慮到海水的初動(dòng)能為零,則海水在出口時(shí),相對(duì)地的速度為v(水對(duì)地)=4m/sEk=Ek=mm=mbcv(水對(duì)地)tP3=12mbc=4.6104W。【答案】(1)1.92103N方向向右(或與海水出口方向相同)(2)、(3)見解析16. (2013江蘇高考)在科學(xué)研究中,可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)