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1、简答题 如图11-3-13所示,在xOy平面内,有许多电子(质量为m、电荷量为e)从坐标原点O不断地以速率v0沿不同方向射入第一象限,现加上一个垂直xOy平面的方向垂直纸板面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.要求这些电子穿过磁场后都能平行于x轴正方向运动,试求符合该条件的磁场的最小面积.

图11-3-13
参考答案:
本题解析:速度大小相同、方向不同的电子在磁场中做圆周运动的半径r一定,即r=
.?①
如图所示,设任一电子速度v0与x轴夹角为θ,经磁场偏转到速度方向变为平行x轴向右时的位置为P,P点坐标为(x,y),则有:

x=r·sinθ?②
y=r-rcosθ?③
由②③式消去θ可得:
x2+(y-r)2=r2
由上式可以看出P点位置在一个圆心为(0,r)、半径为r的圆上的一段弧,此段圆弧应作为磁场的一个边界.
又沿+y方向射入的电子的偏转轨迹是在以r为半径、以(r,0)为圆心的圆上,要使磁场面积为最小面积,由几何知识得:

Smin=2(S扇-S△)=
.
本题难度:简单
2、填空题 电子以速度v垂直进入匀强磁场,磁场方向如图所示,此时所受洛仑兹力的方向___
参考答案:向下
本题解析:根据左手定则,磁感线穿掌心,四指指负电荷运动的反方向,拇指指电荷受力方向,所以可知此时所受洛仑兹力的方向向下
故答案为:向下
本题难度:简单
3、简答题 如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有一垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场,水平面上,质量为m的不带电小球甲向右运动,与质量为2m,带电量为q的静止小球乙碰撞后连在一起运动,若碰撞后两球对水平面的总压力大小恰为mg,求碰前甲球的速度大小.

参考答案:
本题解析:

本题难度:一般
4、简答题 如图所示,两根平行光滑金属导轨ab和cd置于同一水平面上,相互间隔为L="0.1" m,质量m="3" g的金属棒置于轨道右端,跨在两根导轨上,导轨左端通过开关S与电池连接,匀强磁场方向垂直轨道所在平面向上,磁感应强度?B="0.1" T,轨道平面距地面高度h="0.8" m.接通开关S时,金属棒由于受安培力作用被水平抛出,落地点水平距离s′="2" m.取g="10" m/s2,求接通S瞬间,金属棒中通过的电荷量是多大?(假设接通S瞬间,金属棒中通过的是恒定电流)
参考答案:1.5 C
本题解析:设接通S经时间t金属棒水平抛出,在时间t内通过金属棒的电荷量为q,又设金属棒做平抛运动的初速度为v0.由电流定义有
,由安培力公式有F=BIL,根据动量定理BIL·t=mv0,金属棒做平抛运动,由平抛运动的规律有s=v0t,h=
gt2,由以上各式解得
.
本题难度:简单
5、选择题 带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是
[? ]
A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向大小不变,则粒子所受洛伦兹力的大小和方向均不变
C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D.粒子只受到洛伦兹力作用时,运动的动能、速度均不变
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单