[答案] (1)斜向下指向纸里 (2)3.0 T≤B≤16.3 T
分析安培力问题的一般步骤
(1)明确研究对象,这里的研究对象一般是通电导体.
(2)正确进行受力分析并画出导体的受力分析图,必要时画出侧视图、俯视图等.
(3)根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程.
(4)运用平衡条件或动力学知识列式求解.
1.
澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s).如图所示,若轨道宽为2 m,长为100 m,通过的电流为10 A,试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度.(轨道摩擦不计)
解析:根据v-v=2ax得炮弹的加速度大小为
a== m/s2=5×105 m/s2.
根据牛顿第二定律F=ma得炮弹所受的安培力
F=ma=2.2×10-3×5×105 N=1.1×103 N.
根据安培力公式F=ILB,得
B== T=55 T.
答案:55 T
专题二 带电粒子在匀强磁场中运动的临界问题
1.常用结论
带电粒子在有界磁场中的运动问题是高考中的热点问题,该类问题的分析一般要注意下列结论,在此基础上借助数学方法和相应的物理规律求解.
(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.
(2)当速率v一定时,弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.
(3)当速率v变化时,圆心角越大,运动时间越长.