1、选择题 如图所示,虚线间空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场(实线为电场线),有一个带正电小球(电量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过下列的哪些电磁混合场( )
A.

B.

C.

D.

参考答案:A、小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力,下降过程中速度一定变大,故洛伦兹力一定变化,不可能一直与电场力平衡,故合力不可能一直向下,故一定做曲线运动,故A错误;
B、小球受重力、向左的电场力、垂直向外的洛伦兹力,合力与速度一定不共线,故一定做曲线运动,故B错误;
C、小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力,若三力平衡,则粒子做匀速直线运动,故C正确;
D、粒子受向下的重力和向上的洛伦兹力,合力一定与速度共线,故粒子一定做直线运动,故D正确;
故选CD.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图12所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,求小球经过最低点时对环底的压力.
参考答案:3(mg+qE)
本题解析:在最低点小球受到竖直向下的重力和电场力,以及竖直向上的支持力,故根据牛顿第二定律可得
过程中只有重力和电场力做功,所以根据动能定理可得
两式联立可得
点评:本题关键是抓住功能关系的不同表现形式进行分析,其中动能定理是功能关系中最常用的一条规律,机械能守恒的条件是除重力外其余力不做功.
本题难度:简单
3、计算题 如右图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,从D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在距离A点2d的G处, AG⊥AC.若不计离子重力,离子运动轨迹始终在纸面内,试求:

⑴此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
⑵离子从D处运动到G处所需时间;
⑶离子到达G处时的动能.
参考答案:(1)
d (2)
?(3)
本题解析:(1)正离子的运动轨迹如图所示,离子圆周运动半径r满足:
r+rcos 60°=d
解得:r=
d

(2)设离子在磁场中运动的速度为v0,则有

得,
离子在磁场中运动的周期为
根据轨迹得:离子在磁场中做圆周运动的时间为:
,
离子从C运动到G做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,所需的时间
由
得,
故离子从D→C→G的总时间为:
t=t1+t2=
(2)设电场强度为E,对离子在电场中的运动过程,有:
qE=ma,d=
at22
由动能定理得:Eq?d=EkG-
mv02
解得:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在同时存在匀强磁场和匀强电场的空间中取正交坐标系Oxyz(z轴正方向竖直向上),一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不能忽略)从原点O以速度v沿y轴正方向出发.下列说法正确的是?

[? ]
A.若电场
沿z轴正方向、磁场沿y轴正方向,粒子只能做曲线运动
B.若电场沿z轴正方向,磁场沿z轴正方向,粒子有可能做匀速圆周运动
C.若电场沿x轴正方向、磁场沿z轴正方向,粒子有可能做匀速直线运动
D.若电场沿x轴正方向、磁场沿x轴负方向,粒子有可能做匀速圆周运动
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 光滑的平行金属导轨长L=2 m,两导轨间距d=0.5 m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6 Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1 T,如图所示.有一质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,试求:

(1)当棒的速度v=2 m/s时,电阻R两端的电压;
(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小;
(3)棒下滑到轨道最底端时加速度a的大小.
参考答案:(1) 0.6 V (2) 4 m/s (3) 3 m/s2.
本题解析:(1)当棒的速度v=2 m/s时,棒中产生的感应电动势E=Bdv=1 V
此时电路中的电流I=
=1 A,所以电阻R两端的电压U=IR=0.6 V.
(2)根据Q=I2Rt得
=
,可知在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量Q2=
Q1=0.4 J
设棒到达最底端时的速度为v2,根据能的转化和守恒定律,有:mgLsin θ=
mv
+Q1+Q2,解得:v2=4 m/s.
(3)棒到达最底端时回路中产生的感应电流I2=
=2 A
根据牛顿第二定律有:mgsin θ-BI2d=ma,解得:a=3 m/s2.
点评:在金属棒切割磁感线产生感应电动势的过程中,注意当金属棒运动的速度方向与磁场方向不垂直时,把速度分解为平行于磁场方向和垂直于磁场方向,只有垂直方向的分速度切割磁场产生电动势.
本题难度:一般
Keeping is harder than winning. 创业难,守业更难.