1、简答题 如图(甲)所示,一竖直放置的边长为L的正方形导线框,其内有垂直框面向外的均匀变化的磁场,磁场变化如图(乙)所示.导线框两端分别连平行板电容器的两极板M、N,M、N的长度和它们之间的距离都是d,两平行板所在平面与纸面垂直.
(1)一质子沿M、N两板正中央水平射入,恰好打在N板的中点处.已知质子的质量和电量分别为m、e,求M、N两板间的电压UMN和质子入射的初速度v0.
(2)若在M、N间加一垂直纸面的匀强磁场B,质子以初速度v沿两极板的正中央入射时,恰好沿直线通过两板,求M、N间所加磁场B的大小和方向.
(3)若在M、N的右侧有一垂直M、N板的长接收板P,且在接收板与M、N间也存在(2)中所加的同样大小与方向的磁场B,则质子以直线通过M、N板之后恰好没有碰到P板.求M板右端到P板的距离.

参考答案:(1)设平行板电容器两端的电压是U,
则由法拉第电磁感应定律可得:U=△Φ△t? ①,
由(乙)图可知:△Φ△t=B0St0? ②,而S=L2?③,
由①②③式解得:U=B0L2t0?④,
质子在M、N间做类平抛运动,由平抛运动规律可得:
在水平方向:12d=v0t? ⑤,
在竖直方向:12d=12at2? ⑥,
由牛顿第二定律和电场力公式可得:eUd=ma?⑦,
由以上式子解得:v0=L2
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间p处。若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是

A.
? B. 
C.
? D.
?
参考答案:B
本题解析:分析:解决此题首先要注意A、B两板电势的高低及带正电粒子运动的方向,再利用运动的对称性,粒子加速与减速交替进行运动,同时注意粒子向左、右运动位移的大小,即可判断各选项的对错.
解答:解:A、若0<t0<
,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以A错误.
B、若
<t0<
,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距离,最终打在A板上,所以B正确.
C、若
<t0<T,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打在B板上,所以C错误.
D、若T<t0<
,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以D错误.
故选B.
点评:带电粒子在电场中的运动,实质是力学问题,题目类型依然是运动电荷的平衡、直线、曲线或往复振动等问题.解题思路一般地说仍然可遵循力学中的基本解题思路:牛顿运动定律和直线运动的规律的结合、动能定理或功能关系带电粒子在交变电场中运动的情况比较复杂,由于不同时段受力情况不同、运动情况也就不同,若按常规的分析方法,一般都较繁琐,较好的分析方法就是利用带电粒子的速度图象或位移图象来分析.在画速度图象时,要注意以下几点:
1.带电粒子进入电场的时刻;
2.速度图象的斜率表示加速度,因此加速度相同的运动一定是平行的直线;
3.图线与坐标轴的围成的面积表示位移,且在横轴上方所围成的面积为正,在横轴下方所围成的面积为负;
4.注意对称和周期性变化关系的应用;
5.图线与横轴有交点,表示此时速度反向,对运动很复杂、不容易画出速度图象的问题,还应逐段分析求解.
本题难度:一般
3、填空题 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的______,单位是______.
参考答案:根据闭合电路欧姆定律得知,电源的电动势等于内外电压之和,当电源没有接入电路时内电压等于零,则电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,其单位与电压相同,为伏特.
故答案为:电压,伏特
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始时B板电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动,设A、B两板间的距离足够大,则下述说法中正确的是(? )

A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动
B.电子一直向A板运动
C.电子一直向B板运动
D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动
参考答案:C
本题解析:根据图像可知,在0~0.2s内,电子所受电场力水平向左,故电子向左加速,在0.2s时速度达到最大,0.2~0.4s内受到向右的电场力,向左做匀减速运动,加速度大小与加速阶段的加速度大小相同,故可知在0.4s时,电子的速度减小到零,0.4s时刻再次向左加速,所以可知电子一直向B板运动,故只有C选项正确。
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,金属板A与B平行且相距为d,在A板上放置一小粒放射性物质钴60,它不断释放α粒子,这些粒子的最大速度为v,B板上涂有荧光粉.设α粒子的电量为q,质量为m,当在A、B间加电压u(uA>uB)时,假设没有α粒子被B板反射,B板的面积足够大,试求:α粒子轰击荧光粉面使B板发光的面积为多大?
参考答案:

当α粒子以速度v平行于A板了射时,作类平抛运动在B板形成的发光面积最大
α粒子在AB之间的电场中所受电场力F=qE=qud?
α粒子产生的加速度a=Fm=qumd
在平行电场方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动,由位移时间关系有:
d=12at2
t=
本题解析:
本题难度:一般