1、选择题 如图所示,平行板间有正交的匀强电场E和匀强磁场B,一带电粒子(不计重力)沿垂直于B、E的 方向射入,从平行板间射出时动能减少,为了使带电粒子在平行板间运动时动能增加,可采用下列哪些方法

[? ]
A.增加进入时粒子的速度
B.使磁场的磁感应强度B增加
C.改变粒子带电性质
D.使两板间电压U增加
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向。在P点有一个放射源,在纸平面内向各个方向放射出质量为m、电荷量为-q、速度大小相等的带电粒子。有一初速度方向与边界线的夹角θ=60°的粒子(如图所示),恰好从O点正上方的小孔C垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点。已知OC=L,OQ=2L,不计粒子的重力,求:
(1)该粒子的初速度v0的大小;
(2)电场强度E的大小;
(3)如果保持电场与磁场方向不变,而强度均减小到原来的一半,并将它们左右对调,放射源向某一方向发射的粒子,恰好从O点正上方的小孔C射入匀强磁场,则粒子进入磁场后做圆周运动的半径是多少?

参考答案:解:(1)作出粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹圆,由几何关系得
?①
由向心力公式
?②
由①②得

(2)粒子在电场中做类平抛运动,有
v0t=2L ③,
④
由③④得
(3)电场和磁场相互交换后,对粒子在电场中的运动,由动能定理得

得
代入
得
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 如图所示,在直角坐标xoy内,在第1象限的区域I内存在垂直于纸面向外宽度为d的匀强磁场,区域Ⅱ内存在垂直于纸面向里宽度为
的匀强磁场;在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场,一质量为m带电量为+q的带电粒子从电场中的坐标为(-2h,
)点以速度
水平向右射出,经过原点O处射入区域I后垂直MN射入区域Ⅱ,(粒子的重力忽略不计)求:

小题1:区域I内磁感应强度B1的大小;
小题2:若区域Ⅱ内磁感应强度B2的大小是B1的整数倍,当粒子再次回到y轴时坐标可能值为多少?
参考答案:
小题1:
小题2:
本题解析:

本题难度:一般
4、计算题 在如图所示的直角坐标系中,一、四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,二、三象限存在沿y轴负方向的匀强电场。现有一质量为m、电量为q的带点粒子从x轴负半轴上坐标为(-x , 0 )的位置出发开始运动,速度大小为v0,方向沿x轴正方向,粒子只受电场和磁场力的作用。若要粒子能够回到出发点,电场强度应为多大?粒子需多长时间回到出发点?
参考答案:粒子射入磁场之前,在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速直线运动。设电场强度大小为E,则根据x方向的匀速运动可求出此段运动的时间
t1=
? (2分)
根据y方向的匀变速直线运动规律,y方向的位移和末速度大小为

y1=
=
? (2分)
vy=
=
? (2分)
在磁场中粒子做匀速圆周运动,轨迹如图所示
由粒子在磁场中运动的规律,半径

R=
? (2分)
粒子在y方向的位移大小
y2=2Rcosθ
=
=
? (2分)
粒子离开磁场再次进入电场,在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速直线运动。若能回到出发点,设此运动时间为t3。由x方向上做匀速直线运动

t3=
此阶段y方向做匀变速直线运动的位移
y3=
=
? (2分)
综合3段运动,粒子回到出发点,有
y1-y2+y3="0?" (2分)
代入以上结果可得
E=
? (1分)
本题解析:略
本题难度:简单
5、计算题 如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上。t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。
(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;
(2)求电场变化的周期T;
(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值。

参考答案:解:(1)微粒做直线运动,则mg+qE0=qvB ①
微粒做圆周运动,则mg=qE0 ②
联立①②得q=
?③,B=
?④
(2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1,做圆周运动的周期为t2,则
=vt1 ⑤
qvB=m
?⑥
2πR=vt2 ⑦
联立③④⑤⑥⑦得t1=
;t2=
?⑧
电场变化的周期T=t1+t2=
+
?⑨
(3)若微粒能完成题述的运动过程,要求d≥2R ⑩
联立③④⑥得
?
设N1Q段直线运动的最短时间为t1min,由⑤⑩
得t1min=
因t2不变,T的最小值Tmin=t1min+t2=
本题解析:
本题难度:困难
There are spots in the sun. 太阳也有黑点。