1、计算题 如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,其质量为m,带电荷量是+q,小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在相互垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度为E,磁感应强度是B,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度.(设小球带电荷量不变)

参考答案:解:小球的受力情况如题图所示
由于N=qE+qvB,所以F合=mg-μN= mg-μ(qE+qvB)
可见随着v的增大,F合减小,由牛顿第二定律可知,小球先做加速度越来越小的变加速运动,最后做匀速直线运动
故当v=0时,a最大,
当F合=0,即a=0时v有最大值vmax,即mg-μ(qvmaxB+qE) =0,
本题解析:
本题难度:一般
2、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
3、计算题 (19分)在图所示的坐标系中,x轴水平,y轴垂直,x轴上方空间只存在重力场,第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场,在第Ⅳ象限由沿x轴负方向的匀强电场,场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等。一质量为m,带电荷量大小为q的质点a,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平速度沿x轴负方向抛出,它经过x= -2h处的P2点进入第Ⅲ ]象限,恰好做匀速圆周运动,又经过y轴上的y= -2h的P3点进入第Ⅳ 象限,试求:

⑴质点
到达P2点时速度的大小和方向;
⑵第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小;
⑶质点a进入第Ⅳ象限且速度减为零时的位置 坐标
参考答案:(1)v=2
,其方向与
轴负向夹角?θ=45°(2)
(3)
本题解析:(19分)如图所示。

(1)质点在第Ⅱ象限中做平抛运动,设初速度为v0,由
……①?(2分)
2h=v0t…… ②?(2分)
解得平抛的初速度?
?(1分)
在P2点,速度v的竖直分量
(1分)
所以,v=2
,其方向与
轴负向夹角?θ=45°?(1分)
(2)带电粒子进入第Ⅲ象限做匀速圆周运动,必有
mg=qE……③?(2分)
又恰能过负y轴2h处,故
为圆的直径,转动半径
R=
?…… ④(1分)
又由?
……⑤ (1分).
可解得 E ="mg/q" (1分);
B =
(2分)
(3)带电粒以大小为v,方向与x轴正向夹45°角进入第Ⅳ象限,所受电场力与重力的合力为
,方向与过P3点的速度方向相反,故带电粒做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,则:
……?⑥(2分);?
由
(2分)
由此得出速度减为0时的位置坐标是
(1分)
本题难度:一般
4、选择题 一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛仑兹力F的方向如图所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是

[? ]
A.粒子带负电,向下运动
B.粒子带正电,向左运动
C.粒子带负电,向上运动
D.粒子带正电,向右运动
参考答案:A
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 (8分)如图所示为一速度选择器,板间存在方向互相垂直的匀强电场和磁场。现有速率不同的电子从A点沿直线AB射入板间。平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T,问:

(1)匀强磁场的方向指向纸面里还是向外?
(2)能沿直线通过该速度选择器的电子的速率?
参考答案:(1) 垂直于纸面向里(2) 105m/s
本题解析:(1)由于电子所受到的电场力向上,由平衡知,洛伦兹力向下,由左手定则判断出 B的方向垂直于纸面向里(2分)
(2)电子受到的洛伦兹力为:FB=evB,它的大小与电子速率v有关,只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子,才可沿直线KA通过小孔S
据题意,能够通过小孔的电子,其速率满足下式:evB=eE(2分)
解得:
(1分)
又因为
(2分)
所以
得v=105m/s(1分)
本题难度:一般