1、选择题 在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内,水平向右射入的电子一定沿水平方向做直线运动的是
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题
如图所示,板间距为d、板长为L的两块平行金属板EF、GH水平放置,在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边BC与GH在同一水平线上,顶点A与EF在同一水平线上。一个质量为m、电量为-q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入,若在两板之间加某一恒定电压,粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场,
,并垂直AC边射出(不计粒子的重力),求:
(1)粒子离开电场时瞬时速度的大小;
(2)两极板间电压的大小和三角形区域内磁感应强度;
(3)若两板间不加电压,三角形区域内的磁场方向垂直纸面向里,要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出,试求所加磁场的磁感应强度最小值。

参考答案:
解:(1)垂直AB边进入磁场,由几何知识得:粒子离开电场时偏转角为
则粒子离开电场时瞬时速度的大小为
(2)在电场中竖直方向:
由几何关系得
,
故
由几何关系得:
设在磁场中运动半径为,则
又
而
以上式子联立得
,
方向:直纸面向外

(3)当粒子刚好与BC边相切时,磁感应强度最小,

设粒子的运动半径为
, 由几何知识知:

故
,即磁感应强度的最小值。
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 如图,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小未知;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B。今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN,而第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。求:
(1)画出粒子在磁 91exam.org场和电场中运动轨迹的草图;
(2)电场强度的大小;
(3)该粒子再次从O点进入磁场后,运动轨道的半径;
(4)该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间。

参考答案:解:(1)粒子的运动轨迹如图,先是一段半径为R的1/4圆弧到a点,接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v,再在磁场中运动一段3/4圆弧到c点,之后垂直电场线进入电场作类平抛运动
(2)易知,
类平抛运动的垂直和平行电场方向的位移都为
①
所以类平抛运动时间为
②
又
③
再者
④
由①②③④可得
⑤
(3)由平抛知识得
所以
[或
]

则第五次过MN进入磁场后的圆弧半径
(4)粒子在磁场中运动的总时间为
⑥
粒子在电场中的加速度为
粒子做直线运动所需时间为
⑦
由②⑥⑦式求得粒子从出发到第五次到达O点所需时间
本题解析:
本题难度:困难
4、计算题 (16分)如图所示,直线OP与x轴的夹角为45o,OP上方有沿y轴负方向的匀强电场,OP与x轴之间的有垂直纸面向外的匀强磁场区域I,x轴下方有垂直纸面向外的匀强磁场区域II。不计重力,一质量为m、带电量为q的粒子从y轴上的A(0,l)点以速度
垂直y轴射入电场,恰以垂直于OP的速度进磁场区域I。若带电粒子第二次通过x轴时,速度方向恰好垂直x轴射入磁场区域I,在磁场区域I中偏转后最终粒子恰好不能再进入电场中。求:

(1)带电粒子离开电场时的速度大小
;
(2)电场强度E的大小;
(3)磁场区域I、II的磁感应强度B1、B2的大小。
参考答案:(1)
(2)
(3)
,
本题解析:(1)粒子到达C点时
,
,解得
(2)粒子从A到C的过程,粒子做类平抛运动,设粒子沿x轴方向的位移为x1,沿y轴方向的位移为y1,图中OD之间的距离为y2,可得
,
,
,
,
,解得:
(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力
,解得
设在磁场I中粒子运动半径为R1,因粒子垂直通过x轴,因此OC等于R1,由几何关系可得:
,
,粒子在磁场II中运动后返回磁场I中后,刚好不回到电场中,其运动轨迹应与OP相切,轨迹如图所示,设粒子在磁场II中的半径为R2,据几何关系可得:
,解得
。
考点:本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,在Oxyz坐标系所在的空间中,可能存在着匀强电场E或匀强磁场B,也可能两者都存在.现有一质量为m、电荷量为q的正点电荷沿z轴正方向射入此空间,发现它做速度为v0的匀速直线运动.若不计此点电荷的重力,则下列关于电场E和磁场B的分布情况中有可能的是( )
A.E≠0,B=0,且E沿z轴正方向或负方向
B.E=0,B≠0,且B沿x轴正方向或负方向
C.E≠0,B≠0,B沿x轴正方向,E沿y轴正方向
D.E≠0,B≠0,B沿x轴正方向,E沿y轴负方向