1、选择题 如图所示,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子(重力不计),沿着垂直磁场边界方向,在a点射入磁感强度为B、宽度为d的匀强磁场,粒子速度方向和B垂直,粒子从b 点射出磁场,出射点与入射点a的竖直距离为.则.以下说法正确的是:( )

A.此粒子一定带负电;
B.粒子经过磁场时动能不变
C.带电粒子射入磁场时的速率为
D.粒子做圆周运动的轨迹半径等于
参考答案:ABC
本题解析:根据粒子的偏转,根据左手定则,可知粒子带负电,A对;洛仑兹力与速度垂直不做功,所以粒子动能不变,B对;由运动轨迹,连接ab,做ab的中垂线与左边界交于一点即为圆心,根据几何关系可知:
解得r=3d/4,由
,解得v=,所以C对;D错。
本题难度:简单
2、计算题 (14分)如图12所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,在区域a中,磁感应强度为2B,方向垂直于纸面向里;在区域b中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,P点坐标为(4l,3l).一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入区域b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少?
(2)粒子运动的速度可能是多少?
参考答案:(1)
(2)
?(n=1,2,3…)
本题解析:(1)设粒子的入射速度为v,用Ra、Rb、Ta、Tb分别表示粒子在磁场a区和b区运动的轨道半径和周期
则:Ra=
Rb=
Ta=
=
Tb=
粒子先从b区运动,再进入a区运动,然后从O点射出时,粒子从P运动到O点所用时间最短.如图所示
tanα=
得α=37°
粒子在b区和a区运动的时间分别为:tb=
Tb
ta=
Ta

故从P点运动到O点所用最短时间为:t=ta+tb=
.
(2)由题意及图可知
n(2Racosα+2Rbcosα)=
解得:v=
?(n=1,2,3…).
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,有一电子束从a点处以一定的水平速度飞向竖直放置的荧光屏,并垂直击中荧光屏上的b点.已知电子的质量为m,电量为e.

若在电子束运行途中加一个仅存在于半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,圆心O在点a、b连线上,点O距荧光屏的距离为L。
?(1)为使电子束仍击中荧光屏上的点b,可加一场强为E的匀强电场.指出此匀强电场的方向和范围,并求出电子束的速度。
(2)现撤去电场,电子束仍以原速度大小沿水平方向从a点发射,试求出此时侧移量y
的表达式。
参考答案:(1)E/ B?(2)
本题解析:(1)电子进入磁场时受到向下的洛仑兹力,要使电子击中b点电子束必须做匀速直线运动,故电子束必须受到竖直向上的电场力,因此所受电场力方向竖直向下时,电场的左右边界面与圆O相切

由电子所受合力为零,可得V=" E/" B?
(2)撤去电场后,电子在磁场中做匀速圆周运动qVB=mv2/ R
R=mv/(eB)=mE/(eB2)
由几何关系:
?
又由数学关系得:
所以
本题难度:简单
4、选择题 一带电质点在匀强磁场中作圆周运动,现给定了磁场的磁感应强度,带电质点的质量和电量. 若用v表示带电质点运动的速率,R表示其轨道半径,则带电质点运动的周期
[? ]
A.与v有关,与R有关?
B.与v无关,与R有关
C.与v有关,与R无关?
D.与v无关,与R无关
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,电源电动势E0=15V,内阻r0=1Ω,电阻R1=30Ω,R2=60Ω。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间,设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,忽略空气对小球的作用,取g=10m/s2
(1)当Rx=29Ω时,电阻R2消耗的电功率是多大?
(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为600,则Rx是多少?

参考答案:解:(1)设R1和R2的并联电阻为R,有
①
R2两端的电压为
②
R1消耗的电功率为
③
当Rx=29Ω时,联立①②③式,代入数据,解得:P=0.6W ④
(2)设小球质量为m,电荷量为q,小球做匀速圆周运动时,有:q=mg⑤
⑥
设小球做圆周运动的半径为r,有:
⑦
由几何关系有:r=d⑧
联立①②⑤⑥⑦⑧式,代入数据,解得: Rx=54Ω⑨。
本题解析:
本题难度:一般