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1、选择题 带电离子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径。若a、b的电荷量分别为qa、qb,质量分别为ma、mb,周期分别为Ta、Tb。则一定有
A.qa<qb
B.ma<mb
C.Ta<Tb
D.
参考答案:A
本题解析:根据洛伦兹力提供向心力有,
,可得离子的运动半径为
,[学-科网离子的动量大小相等,且在同一个磁场中,则q与R成反比,已知Ra>Rb,可得qa<qb,A正确;已知它们的动量大小相等,但不知速度的大小关系,无法比较它们的质量大小关系,B错误;因为
,不知速度的大小关系,无法比较它们的周期大小,C错误;因为不知道质量的关系,所以它们的比荷的大小关系不能确定,D错误。
本题难度:一般
2、简答题 如图,足够长的光滑绝缘斜面与水平面的夹角为α=370,其置放在有水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=50V/m,方向水平向左,磁场方向垂直纸面向外,一个电荷量q=+4.0×10-2C、质量m=0.40kg的光滑小球,以初速度V0=20m/s从底端向上滑动,然后又向下滑动,共经过3s脱离斜面。求该磁场的磁感应强度。(g取10m/s2)
参考答案:
本题解析:分析:小球在上升过程中受到垂直于斜面向下的洛仑兹力,尽管洛仑兹力越来越小,但由于其沿运动方向的分力为零,不影响小球沿斜面做匀减速直线运动,可依据牛顿第二定律和运动学公式求出上升时间t1,在下滑的过程中,洛仑兹力垂直于斜面向上且越来越大,当垂直斜面向上的支持力不断减小直到减为零时,小球脱离斜面,在该方向上建立方程,再结合牛顿第二定律便可求解。
解:小球沿斜面向上运动的过程中受力如图所示。

由牛顿第二定律知:
,
,
则上行时间为:
。
小球在下滑的过程中受力如图,小球在离开斜面之前做匀加速直线运动。

,
运动时间为:t2=t-t1=1s,
脱离斜面时的速度:v=at2=10m/s,
在垂直于斜面方向有:
,
。
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,套在绝缘杆上的带负电的小球,电量为-q,质量为m,小球与杆之间的动摩擦因数为μ,杆足够长,与水平方向成α角放置,整个装置处于磁感强度为B的匀强磁场中,B的方向垂直纸面向里.当从某高处由静止释放小球时,试问:

(1)小球的最大加速度多大?
(2)小球沿杆的最大速度多大?
参考答案:(1)
?(2)
本题解析:

小球受力如图所示

本题难度:简单
4、计算题 如图所示,在一平面直角坐标系所确定的平面内存在着两个匀强磁场区域,以一、三象限角平分线为界,分界线为MN.MN上方区域存在匀强磁场B1,垂直纸面向里,下方区城存在匀强磁场B2,也垂直纸面向里,且有B2 =2B1=0.2T,x正半轴与ON之间的区域没有磁场。在边界线MN上有坐标为(2、2)的一粒子发射源S,不断向Y轴负方向发射各种速率的带电粒子.所有粒子带电量均为-q,质量均为m(重力不计),其荷质比为
c/kg。试问:

(1)?若S发射了两颗粒子,它们的速度分别为
m/s和
m/s,结果,经过一段时间,两颗粒子先后经过分界线ON上的点P(P未画出),求SP的距离。
(2)?若S发射了一速度为
m/s的带电粒子,经过一段时间,其第一次经过分界线MO上的点Q(Q未画出),求Q点的坐标。
(3)?若S发射了一速度为
m/s的带电粒子,求其从发出到第三次经过x轴所花费的时间。
参考答案:(1)SP=0(2)
(3)
本题解析:(1) 如图


所以能回到S
所以SP=0
(2)
?如图,圆心O’
设
在
中


(3)
圆心为0,如图


本题难度:一般
5、选择题 如图,虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B 1,带电粒子从边界MN上的A 点以速度v0垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN上的B点射出。若在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,让该粒子仍以速度v0从A处沿原方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN 上的B’点射出(图中未标出),不计粒子的重力。下列关于粒子的说法正确的是

A.B’点在B 点的左侧
B.从B’点射出的速度大于从B 点射出的速度
C.从B’点射出的速度方向平行于从B 点射出的速度方向
D.从A 到B’的时间小于从A 到B 的时间
参考答案:ACD
本题解析:由于在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,使得该处的磁感应强度增大,但由于洛仑兹力总与粒子运动的方向垂直,故粒子的速度大小是不变的,B不对;又由于磁感应强度B的增大,使得粒子在该处受到的洛仑兹力变大,粒子做圆周运动的半径变小,故从PQ上方射入PQ下方时的点会向左移动,所以粒子射出磁场时的点也要向左侧移动,故A是正确的;由于从PQ下方射入PQ上方时粒子的速度与PQ的角度总与粒子从PQ上方射到PQ下方时粒子的速度与PQ的角度相等,故从B’点射出的速度方向平行于从B 点射出的速度方向,C是正确的;由于PQ上方磁场的增大,使得粒子的运动周期变小,故粒子在磁场中的时间变小,故D是正确的。
本题难度:简单