1、计算题 如图所示,一质量为m、电荷量为+q带电小球静止在倾角为30°、足够长的绝缘光滑斜面顶端时对斜面压力恰为零。若迅速把电场方向改为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?

参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,在重力、电场力和洛伦兹力作用下,一带电液滴做直线运动,下列关于带电液滴的电性和运动的说法不正确的是(? )

A.液滴可能带负电
B.液滴一定做匀速直线运动
C.不论液滴带正电还是负电,运动轨迹为同一条直线
D.液滴不可能在垂直电场的方向上运动
参考答案:C
本题解析:重力和电场力是恒力,所以洛伦兹力和重力、电场力的合力为零时,液滴才能做直线运动,无论液滴带正电还是负电,液滴沿重力、电场力合力垂直向上的方向运动即可,所以A不符合题意;重力和电场力是恒力,所以洛伦兹力不发生改变,所以液滴一定做匀速直线运动,所以B不符合题意;由A得分析可知,液滴带正电或负电时,运动轨迹恰好垂直,不是同一直线,所以C符合题意;若液滴在垂直电场的方向上运动,则洛伦兹力与电场力在同一直线上,重力不可能被平衡,故液滴不可能在垂直电场的方向上运动,所以D不符合题意.故选C.
本题难度:一般
3、简答题 空间某区域有相互平行的匀强电场和匀强磁场,已知电场强度E,方向竖直向下,磁场在图中未画出,现由上向下观察一带电的单摆沿顺时针做匀速圆周运动,并且在t时间内运行了n周,已知小球的质量为m,摆线长为L,重力加速度为g,试求:
(1)小球带何种电荷,电量是多少?
(2)磁感应强度B的大小和方向?
(3)若突然撤去匀强磁场,小球将做什么运动?绳中的张力是多大?
参考答案:(1)负电荷,q=mg/E。
(2)
,方向向下。
(3)小球做圆周运动,
。
本题解析:本题考查了考生综合应用知识分析解决问题的能力。这类问题的关键在于通过受力分析、运动过程的分析,找出临界状态及临界条件进行求解。(1)小球做匀速圆周运动所需向心力是变力,说明重力与电场力是二力平衡的,只有洛仑兹力提供向心力。mg=Eq,则q=mg/E,为负电荷所受电场力才是向上的。
(2)洛仑兹力提供向心力得:
,则
。
(3)突然撤去匀强磁场,洛仑兹力消失,重力与电场力仍是平衡的,小球将沿瞬时速度方向做离心运动,但由于有长为L轻绳的约束,应该是以L为半径做匀速圆周运动。瞬时速度为
,
据绳的拉力提供向心力得
。
本题难度:一般
4、计算题 如图所示的直角坐标系中,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,在x=-2L与y轴之间第Ⅱ、Ⅲ象限内存在大小相等,方向相反的匀强电场,场强方向如图所示。在A(-2L,L)到C(-2L,0)的连线上连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从t=0时刻起,这些带电粒子依次以相同的速度ν沿x轴正方向射出。从A点射入的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹从y轴上的A′(0,-L)沿x轴正方向穿过y轴。不计粒子的重力及它们间的相互作用,不考虑粒子间的碰撞。?
(1)求电场强度E的大小;
(2)若从A点射入的粒子,恰只能沿对称的轨迹垂直返回x=-2L的线上,求匀强磁场的磁感应强度B;
(3)在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向穿过y轴。?

参考答案:解:(1)设粒子从A点射出到A′时间为T,根据运动轨迹和对称性可得qE=ma
x轴方向
y轴方向
得:
(2)粒子在磁场中运动时
满足粒子经磁场和电场后能对称的垂直返回x=-2L的线上
得
(3)设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次达x轴用时△t,水平位移为△x
则△x=ν△t,
若满足2L=n·2△x,则从电场射出时速度方向沿x轴正方向
解得:
即AC间y坐标为y=
(n=1,2,3,……) 的粒子通过电场后能沿x轴正方向穿过y轴
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 磁流体发电是一项新兴技术,它可以把气体的内能直接转化为电能,如图是它的示意图。平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场,磁感应强度为B,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)垂直于B的方向喷入磁场,每个离子的速度为v,电荷量大小为q,A、B两板间距为d,稳定时下列说法中正确的是

[? ]
A.图中A板是电源的正极
B.图中B板是电源的正极
C.电源的电动势为Bvd
D.电源的电动势为Bvq
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:一般