1、计算题  （18分）如图所示，k是产生带电粒子的装置，从其小孔a水平向左射出比荷为1.0×l03C/kg的不同速率的带电粒子，带电粒子的重力忽略不计．Q是速度选择器，其内有垂直纸面向里的磁感应强度为3.0×l0-3T的匀强磁场和竖直方向的匀强电场（电场线未画出）．

（1）测得从Q的b孔水平向左射出的带电粒子的速率为2.0×l03m/s，求Q内匀强电场场强的大小和方向.
（2）为了使从b孔射出的带电粒子垂直地打在与水平面成30°角的P屏上，可以在b孔与P屏之间加一个边界为正三角形的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面．试求该正三角形匀强磁场的最小面积S与磁感应强度B间所满足的关系．

参考答案：解:（1）从的孔水平向左射出的速率为的带电粒子一定在中做匀速直线运动，由平衡条件得：?（1）2分
可得：?（2）2分
由分析判断可知，的方向竖直向上。?（3）2分

（2）设带电粒子从点进入磁场，从点射出磁场，带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示。由图可得，是正三角形，?（4）2分
由分析可知，将作为正三角形匀强磁场的一个边界时，正三角形匀强磁场的面积最小，所以该正三角形匀强磁场的区域如图中区域。?（5）2分
由于边长为的正三角形的高为?（6）2分
边长为的正三角形的面积为 ?（7）2分
又带电粒子做匀速圆周运动的轨道半径为 ?（8）2分
由（6）、（7）、（8）解得，正三角形匀强磁场的最小面积与磁感应强度间所满足的关系：
?（9）2分

本题解析：略

本题难度：一般

2、计算题  （12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成370角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。求：

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻消耗的功率为，求该速度的大小；
(3)在上问中，若，金属棒中的电流方向到，求磁感应强度的大小与方向。(取?，，)

参考答案：(1)4m／s2?(2)10m/s? (3)0.4T, 磁场方向垂直导轨平面向上

本题解析：(1)金属棒开始下滑的初速为零，没有感应电流产生，不受安培力作用，故根据牛顿第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma?①
由①式解得a＝10×(O.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2?②
(2)设金属棒运动达到稳定时，做匀速运动，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡，则有：mgsinθ一μmgcosθ一F＝0 解得 F=0.8N?③
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率Fv＝P?④
由③、④两式解得?⑤
(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B
?⑥
P＝I2R?⑦
由⑥、⑦两式解得?⑧
由左手定则可知，磁场方向垂直导轨平面向上

本题难度：一般

3、计算题  如图所示，串联阻值为R的闭合电路中，面积为S的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为k的匀强磁场Bt，abcd的电阻值也为R，其他电阻不计。电阻两端又向右并联一个平行板电容器。在靠近M板处由静止释放一质量为m、电量为+q的带电粒子（不计重力），经过N板的小孔P进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，已知该圆形匀强磁场的半径为。求：
（1）电容器获得的电压；
（2）带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度；
（3）带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角。

参考答案：解：（1）根据法拉第电磁感应定律，闭合电路的电动势为
根据闭合电路的欧姆定律，闭合电路的电流为
电阻获得的电压
因电容器与电阻是并联的，故电容器获得的电压
（2）带电粒子在电容器中受到电场力作用而做匀加速直线运动，根据动能定理，有：
得到带电粒子从小孔射入匀强磁场时的速度为
（3）带电粒子进入圆形匀强磁场后，洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，有：
得带电粒子在圆形匀强磁场运动的半径为
又圆形磁场的半径，即
根据左手定则，带电粒子在圆形磁场向右转过的圆周（如右图所示），故它离开磁场时的偏转角为90°。

本题解析：

本题难度：困难

4、选择题  (2011年泉州高三统考)如图8－3－18所示，匀强电场和匀强磁场相互垂直，现有一束带电粒子(不计重力)，以速度v0沿图示方向恰能直线穿过，则以下分析不正确的是(　　)

图8－3－18
A．如果让平行板电容器左极为正极，则带电粒子必须向上以v0进入该区域才能直线穿过
B．如果带电粒子以小于v0的速度沿v0方向射入该区域，其电势能越来越小
C．如果带负电粒子速度小于v0，仍沿v0方向射入该区域，其电势能越来越大
D．无论带正电还是带负电的粒子，若从下向上以速度v0进入该区域时，其动能都一定增加

参考答案：C

本题解析：选C.带电粒子做直线运动，必有Eq＝qvB，v＝＝v0，故A选项正确，当v<＝v0时，qvB<Eq，带电粒子向电场力一方偏移，电场力对带电粒子做正功，电势能减小，故B选项正确，C选项错误．带电粒子从下方进入时，电场力和洛伦兹力同向，电场力做正功，动能一定增加，故D选项正确．

本题难度：一般

5、计算题  （16分）如图所示，平行板电容器上板M带正电，两板间电压恒为U，极板长为（1+）d，板间距离为2d，在两板间有一圆形匀强磁场区域，磁场边界与两板及右侧边缘线相切，P点是磁场边界与下板N的切点，磁场方向垂直于纸面向里，现有一带电微粒从板的左侧进入磁场，若微粒从两板的正中间以大小为v0水平速度进入板间电场，恰做匀速直线运动，经圆形磁场偏转后打在P点。

（1）判断微粒的带电性质并求其电荷量与质量的比值；
（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若带电微粒从M板左侧边缘沿正对磁场圆心的方向射入板间电场，要使微粒不与两板相碰并从极板左侧射出，求微粒入射速度的大小范围。

参考答案：负电???

本题解析：（1）由题意可知，微粒所受电场力向上，上板带正电可得微粒带负电，（1分）
由于微粒做匀速直线运动可得?（1分）
又?可得?（2分）
（2） 由题意可得，微粒从下板P垂直射出，所以?（1分）
根据牛顿第二定律?（2分）
解得?（2分）
（3）如图所示，要使粒子从左板射出，临界条件是恰从下板左边射出，此时根据几何关系可得（2分）
微粒做圆周运动的半径?（1分）
又根据牛顿第二定律??（1分）
解得?（2分）
要使微粒从左板射出（1分）

本题难度：一般