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1、计算题 如图所示,PQ是一长为L=0.64m的绝缘平板,固定在水平地面上,挡板K固定在平板的右端。整个空间有一个平行于PQ的匀强电场E,在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的宽度d=0.32m。一个质量m=0.50×10-3 kg、带电荷量为q=5.0×10-2 C的小物体(可视为质点),从板的P端由静止开始向右做匀加速运动,从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板K后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场(不计撤去电场对原磁场的影响),物体返回时在磁场中仍作匀速运动,离开磁场后做减速运动,停在C点,PC=L/4。若物体与平板间的动摩擦因数μ=0.20,g取10m/s2。
(1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。

参考答案:解:(1)物体由静止开始向右做匀加速运动,证明电场力向右且大于摩擦力。进入磁场后做匀速直线运动,说明它受的摩擦力增大,证明它受的洛伦兹力方向向下。由左手定则判断,物体带负电。物体带负电而所受电场力向右,证明电场方向向左
(2)设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为v2,从离开磁场到停在C点的过程中,根据动能定理有
解得
物体在磁场中向左做匀速直线运动,
解得
(3)设从D点进入磁场时的速度为v1,根据动能定理有:
物体从D到R做匀速直线运动,受力平衡:
解得
小物体撞击挡板损失的机械能为:
解得
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内,带正电的粒子(不计重力)不可能沿x轴正方向做直线运动的是(?)
参考答案:B
本题解析:若粒子沿着A图所示沿x正向运动,则洛伦兹力竖直向下,电场力竖直向上,若两者平衡即可满足要求,所以A对。其他图同理可得,唯独B不满足。
点评:此类题型考察了左手定则判断洛伦兹力
本题难度:一般
3、计算题 匀强电场的方向沿x轴正方向,电场强度E随x的分布如图所示,图中E0和d均为已知量.将带正电的质点A在O点由静止释放.A离开电场足够远后,再将另一带正电的质点B放在O点也由静止释放.当B在电场中运动时,A、B间的相互作用力及相互作用能均为零;B离开电场后,A、B间的相互作用视为静电作用.已知A的电荷量为Q,A和B的质量分别为m和
.不计重力.
(1)求A在电场中的运动时间t;
(2)若B的电荷量为q=
Q,求两质点相互作用能的最大值Epm;
(3)为使B离开电场后不改变运动方向,求B所带电荷量的最大值qm.
参考答案:(1)
(2)Epm=
QE0d(3)qm=
Q
本题解析:(1)由牛顿第二定律,A在电场中运动的加速度a=
=
A在电场中做匀变速直线运动?d=
at2
解得运动时间?t=
=
(2)设A、B离开电场时的速度分别为υA0、υB0,由动能定理,有
QE0d=
m
,QE0d=

?①
A、B相互作用过程中,动量和能量守恒.A、B相互作用力为斥力,A受的力与其运动方向相同,B受的力与其运动方向相反,相互作用力对A做正功,对B做负功.A、B靠近的过程中,B的路程大于A的路程,由于相互作用力大小相等,相互作用力对B做功的绝对值大于对A做功的绝对值,因此相互作用力做功之和为负,相互作用能增加.所以,当A、B最接近时相互作用能最大,此时两者速度相同,设为υ′,有
(m+
)υ′= mυA0+
υB0?②
Epm=(
m
+

)-
(m+
)υ′2?③
已知q =
Q,由①、②、③式解得
相互作用能的最大值?Epm=
QE0d
(3)考虑A、B在x>d区间的运动,由动量守恒、能量守恒,且在初态和末态均无相互作用,有
mυA+
υB= mυA0+
υB0?④
m
+

=
m
+

?⑤?由④、⑤解得?υB=-
υB0+
υA0
因B不改变运动方向,故?υB=-
υB0+
υA0 ≥0?⑥
由①、⑥解得?q≤
Q
即B所带电荷量的最大值qm=
Q
点评::带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.
本题难度:一般
4、计算题 .如图所示,在坐标系xoy平面内,在x=0和x=L之间的区域中分布着垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场,磁场的下边界PQ与x轴负方向成45°,磁感应强度大小为B,电场的上边界为x轴,电场强度大小为E。一束包含着各种速率的比荷为的粒子从Q点垂直y轴射入磁场,一部分粒子通过磁场偏转后从边界PQ射出,进入电场区域,带电粒子重力不计。
(1)求能够从PQ边界射出磁场的粒子的最大速率;
(2)若一粒子恰从PQ的中点射出磁场,求该粒子射出电场时的位置坐标

参考答案:

本题解析:略
本题难度:一般
5、填空题 如图所示,质量为m,带电量为+q的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入。已知两板间距为d,磁感强度为B,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)。今将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上。当粒子落到极板上时的动能为______。

参考答案:(mv2-qdvB)/2
本题解析:
本题难度:一般
Think not on what you lack as much as on what you have. 少想自己欠缺的,多想自己拥有的.