1、选择题  狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，假设地面附近空中有一S 极磁单极子，在竖直平面内的磁感线如图所示，一带电微粒正在该磁单极子附近的水平面上做匀速圆周运动，图中①②③表示三个不同的水平面，则该微粒所在平面可能是图中的

A?平面①? B?平面②? C?平面③? D?平面①②都可能

参考答案：C

本题解析：因为带电微粒能够在水平面做匀速圆周运动，可知带电微粒受洛伦兹力和重力，二力的合力充当微粒作圆周运动的向心力，始终指向圆周轨迹的圆心，有左手定则可知，只可能是C选项正确。

本题难度：简单

2、计算题  （24分）如图(a)所示，水平放置的平行金属板A和B间的距离为d，极长，B板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K，NM与水平挡板NP成60°角，K与N间的距离。现有质量为m带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO＇的速度v0不断射入，不计粒子所受的重力。
（1）若在A、B板上加一恒定电压U=U0，则要使粒子穿过金属板后恰好打到小孔K，求U0的大小。
（2）若在A、B板上加上如图（b）所示的电压，电压为正表示A板比B板的电势高，其中，且粒子只在0~时间内入射，则能打到小孔K的粒子在何时从O点射入？
（3）在NM和NP两档板所夹的某一区域存在一垂直纸面向里的匀强磁场，使满足条件（2）从小孔K飞入的粒子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求该磁场的磁感应强度的最小值。

参考答案：（1）
（2）
（3）B

本题解析：（1）带电粒子做类平抛运动，则：
?①（2分）
?②（2分）
把代入①②式可得：
?③（2分）
（2）粒子在水平方向做匀速直线运动，粒子运动的时间均为，设粒子在tx时刻进入金属板，则在时刻开始做类抛运动，平抛的时间为tx，则：
?④（4分）
把③代入④式可得：
?⑤（2分）
（3）在射入的粒子，在进入K时竖直方向的分速度为vy，则
?⑥（2分）
?⑦（2分）
则，即粒子垂直MN板入射。如图所示，粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场，粒子在进入磁场后，根据左手定则，所受的洛伦兹力斜向上，要使粒子能垂直打到水平挡板NP，则粒子需偏转300°后从E射出，做匀速直线运动垂直打到NP。

粒子作圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即
?⑧
可得?⑨（2分）
要使B最小，则要半径r最大，临界情况是圆周运动的轨迹恰好跟两挡板相切，如图所示，根据对称性圆周运动的圆心C、交点G位于∠MNP的角平分线上，则由几何关系可得：

CDKF是边长为r的正方形。则在三角形NCF中，有
，
可得，?（4分）
。（2分）

本题难度：一般

3、选择题  如图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I，则该环形导线中心处的磁场方向为

[? ]

参考答案：C

本题解析：

本题难度：简单

4、其他  

参考答案：
（1）（2）

本题解析：（1）
（2）要使粒子每次与的三条边碰撞时都与边垂直，
且能回到S点，则有半径
     即
的顶点到磁场边缘距离为
当n=1时，
当n=2时，
当n=3时，
由于大于的顶点到磁场边缘的距离，这时粒子绕顶点时将出磁场，只有当n≥2时的粒子能够满足题意条件，最终回到S点。则

粒子回到S点的时间决定与碰撞的次数，次数越少，时间越短。所以当n=2时，所需时间最短，为

本题难度：一般

5、选择题  如图所示，u束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，那么这束带电粒子可能是（　　）
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．问左飞行的负离子束