1、简答题 如图所示,在x轴上方有匀强磁场,磁感强度为B,下方有匀强电场,场强为E,B与E垂直.有一质量为m,带电量为q的带电粒子置于y轴上,要使粒子由静止释放后能经过P点(不考虑重力影响),则释放点离坐标原点的距离d必须满足什么条件?(P点坐标为L,0)

参考答案:
本题解析:
由题意分析,粒子是带负电荷,且在坐标原点以下.
设:粒子距坐标原点的距离为d,带电粒子在电场力作用下沿轴y加速运动到达坐标原点O时速度为v.


本题难度:简单
2、选择题 如图示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力)(?)

A.若离子带正电,E方向应向上
B.若离子带负电,E方向应向上
C.若离子带正电,E方向应向下
D.若离子带负电,E方向应向下
参考答案:CD
本题解析:重力忽略不计的离子,穿过这一区域时未发生偏转,根据各选项提供的电性和电场方向,逐一分析各选项中的受力情况,分析电场力和磁场力的合力,即可判断带电粒子的运动情况.
A、若离子带正电,E方向应向上,则有离子所受电场力方向向上,受磁场力向上,因此穿过此区域会发生偏转.故A不正确;E方向应向下,则有离子所受电场力方向向下,受磁场力向上,因此穿过此区域会不发生偏转.故C正确;
B、若离子带正电,E方向应向上,则有离子所受电场力方向向下,受磁场力向下,因此穿过此区域会发生偏转.故B不正确;E方向应向下,则有离子所受电场力方向向上,受磁场力向上,因此穿过此区域会不发生偏转.故D正确;
故选CD.
点评:该题考查了电场力和磁场力的方向的判断,在判断磁场力方向时,要会熟练的应用左手定则;了解二力平衡的条件,会准确的判断二力是否能平衡是解决此类问题的关键.
本题难度:一般
3、简答题 在平面直角坐标系
内,第一、第三象限有大小相等、垂直平面朝里的匀强磁场,第二象限有平行于平面沿-
方向的匀强电场E2?,第四象限有平行于平面沿+
方向的匀强电场E1。一质量为
,电量为-
的带电粒子(不计重力),从
轴上的(
)点以速度
沿-
方向进入第四象限的电场中,后由
轴上的某点
沿+
方向进入第二象限的电场中,最后从
轴上的某点
沿-
方向再度进入第四象限。已知
,
。求

(1)磁感应强度B的大小
(2)带电粒子从第一象限进入第四象限时
点的坐标
(3)带电粒子第一次经过全部四个象限的时间
参考答案:(1)
?(2)?(
)?(3)
本题解析:(1)带电粒子在第四象限中做类平抛运动

由?
?
得
?……………①(1分)
?
……………②(2分)
与x轴的夹角
?即
……………③(1分)

?
?……………④(1分)
圆周半径
?故
?
……………⑤(2分)
(2)
?在第二象限中做类平抛运动
由?
?
得
……………⑥(1分)
?
?……………⑦(2分)
方向与x轴正向成
?
圆周半径
?
……………⑧(3分)
故
?即
点的坐标为(
)……………⑨(2分)
(3)从
点到
的时间为
……………⑩(5分)
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,在x轴上方有水平向左的匀强电场E1,在x轴下方有竖直向上的匀强电场E2,且
,在x轴下方的虚线(虚线与y轴成45°)右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。有一长为L的轻绳一端固定在第一象限内的O'点,且可绕O'点在竖直平面内转动,另一端栓有一质量为m的小球,小球带电量为+q,OO'与x轴成45°,OO'的长度为L。先将小球放在O'正上方,从绳恰好绷直处由静止释放,小球刚进入磁场时将绳子断开。求:
(1)绳子第一次绷紧后小球的速度大小;
(2)小球刚进入磁场区域时的速度;
(3)小球从进入磁场到第一次打在x轴上经过的时间。

参考答案:解:(1)小球一开始受到的合力为F合=
?①,方向与水平成45°
角做匀加速直线运动,绷紧之前的速度为
,绳子恰好处于水平状态
?②
绷紧后小球速度为
?③
由①-③:
,
(2)接下来小球做圆周运动,刚进入磁场时的速度为
?④
解得
(3)如图所示,带电小球垂直于磁场边界进入磁场,做匀速圆周运动
半径
?⑤
经过半圆后出磁场,后做匀速直线运动,运动的距离
?⑥
小球从进入磁场到第一次打在x轴上经过路程S=
⑦
设经过的时间为t,
?⑧
解得
本题解析:
本题难度:困难
5、简答题 )如图所示,在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-2T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里。质量为m=6.64×10-27kg、电荷量为q=+3.2×10-19C的α粒子(不计α粒子重力),由静止开始经加速电压为U=1 205 V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,2)处平行于x轴向右运动,并先后通过匀强磁场区域。
?(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径?(2)请你在图中画出α粒子从直线x=-4到直线x=4之间的运动轨迹,并在图中标明轨迹与直线x=4交点的坐标
(3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间
参考答案:(1)
(2)图见解析 (3)6.5×10-7 s
本题解析:(1) α粒子在电场中被加速,由动能定理得qU="1/2" mv2(3分)
α粒子在磁场中偏转,则牛顿第二定律得qvB=mv2/r(2分)
联立解得
(1分)
(2) 能正确作出图象得(6分)

(3) 带电粒子在磁场中的运动周期
T=2πr/v=2πm/qB(2分)
α粒子在两个磁场中偏转的角度均为π/4,在磁场中的运动总时间
t="1/4" T=πm/2qB=(3.14×6.64×10-27)/(2×3.2×10-19×5×10-2)=6.5×10-7 s(3分)
本题难度:一般