磁场

4．（2008年高考广东物理卷4题）1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D₁、D₂构成，其间留有空隙，下列说法正确的是

A．离子由加速器的中心附近进入加速器

B．离子由加速器的边缘进入加速器

C．离子从磁场中获得能量

D．离子从电场中获得能量

4．BD。【解析】回旋加速器的原理是带电粒子在电场中加速度，在磁场中编转，每转半周加速一次，因此其轨道半径越来越大，粒子是从加速器的中心附近进入加速器的，最后是从加速器的最外边缘引出高速的粒子。

【误区警示】带电粒子在磁场与电场中运动时的特性是不同的，粒子在磁场中受到的洛仑兹力是不会对粒子做功的，起不到加速的作用，而在电场中粒子是可以加速的，就是通常所说的“电场加速磁场偏转”，这就是回旋加速器的原理。

17．（2008年高考理综四川卷17题）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面

A．维持不动   

B．将向使α减小的方向转动

    C．将向使α增大的方向转动         

    D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小

17、B     解析：由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以将向使减小的方向转动．

24．（19分）（2008年高考理综四川卷24题）

    如图，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q（q＞0）、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O’。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜。为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率。重力加速度为g。

24、解析：

据题意，小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，该圆周的圆心为O’。P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力

            f＝qvB                                     ①

式中v为小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向O’。根据牛顿第二定律

                                              ②

                                          ③

由①②③式得

                                  ④

由于v是实数，必须满足

≥0                               ⑤

由此得B≥                                      ⑥

可见，为了使小球能够在该圆周上运动，磁感应强度大小的最小值为

                                          ⑦

此时，带电小球做匀速圆周运动的速率为 

                                        ⑧

由⑦⑧式得

                                        ⑨