1、选择题 如图所示,水平放置的平行板电容器与直流电源连接,板间形成竖直方向的匀强电场,两板之间还有方向垂直于纸面的匀强磁场,有一不计重力的带电粒子,当它垂直于电场、磁场从左端射入场区后,恰能沿水平直线穿过场区。为使带电粒子穿过电磁场后动能增加,可采取的措施是

[? ]
A.改变粒子的电性,其它条件不变
B.使粒子从右向左经过场区,其它条件不变
C.改变磁场方向及粒子的的电性,其它条件不变
D.改变电场方向及粒子的电性,其它条件不变
参考答案:BCD
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (20分)如图所示,一质量为m、电荷量为q、重力不计的微粒,从倾斜放置的平行电容器I的A板处由静止释放,A、B间电压为U1。微粒经加速后,从D板左边缘进入一水平放置的平行板电容器II,由C板右边缘且平行于极板方向射出,已知电容器II的板长为板间距离的2倍。电容器右侧竖直面MN与PQ之间的足够大空间中存在着水平向右的匀强磁场(图中未画出),MN与PQ之间的距离为L,磁感应强度大小为B,在微粒的运动路径上有一厚度不计的窄塑料板(垂直纸面方向的宽度很小),斜放在MN与PQ之间,
=45°。求:

(1)微粒从电容器I加速后的速度大小;
(2)电容器IICD间的电压;
(3)假设粒子与塑料板碰撞后,电量和速度大小不变、方向变化遵循光的反射定律,碰撞时间极短忽略不计,微粒在MN与PQ之间运动的时间和路程。
参考答案:(1)?
?(2)
?(3)
?;
本题解析:(1)在电容器I中,由动能定律得:
?(2分)
解得:
?(1分)
(2)粒子进入电容器II做类斜抛运动。设微粒进入电容器II时的速度方向与水平方向的夹角为
,板间距d,运动时间为t,则沿板方向:
?(2分)
垂直板方向:
?(2分)
离开板间时垂直板方向速度减为零即:
?(1分)
解得:
?(1分)?
?(1分)
(3)微粒进入磁场后速度平行于磁场方向,做匀速直线运动;第一次碰板后速度垂直于磁场方向做匀速圆周运动;二次碰板后做匀速直线运动。
微粒进入磁场的速度:
?(2分)
微粒做匀速圆周运动:
?(1分)
?(1分)
解得:
?(1分)?
?(1分)
微粒在MN和PQ间的运动路程
?(2分)
运动时间:
?(2分)
本题难度:一般
3、简答题 如图a所示,水平直线MN下方有竖直向下的匀强电场,现将重力不计、比荷
=106C/kg的负电荷于电场中的O点由静止释放,经过
×10-5 s后电荷以v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进人其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化。图中以垂直纸面向里为正,电荷通过MN时为t=0时刻.

求:(1)匀强电场的电场强度E及O点与直线MN之间的距离;
(2)如果在O点正右方d = 68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板的时间.
参考答案:(1)1.57cm ?(2)?3.86×10-4s
本题解析:(1)电荷在电场中做匀减速直线运动,设其在电场中运动的时间为t,根据动量定理可知,

解得
?(2分)
O点与直线MN之间的距离
?(2分)
(2)当磁场垂直纸面向里时,
电荷运动的半径
?(2分)
周期
?(2分)
当磁场垂直纸面向外时,
电荷运动的半径
?(2分)
周期
?(2分)
根据电荷的运动情况可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个,即沿ON运动的距离S=15△d=60cm,最后8cm的距离如图所示,
?(2分)
解得
?(2分)
故电荷运动的总时间
T=
?( 4分)
?(2分)
本题难度:一般
4、选择题 如图所示的平行板金属板中,有相互正交的电磁场,场强分别为E和B。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器。已知带电粒子具有速度
时,才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。现有一个带负电的粒子以速度v(v < v0)沿虚线方向射入,并从右端射出,则以下说法正确的是

[? ]
A.粒子将在虚线上端某点射出场区
B.粒子将在虚线下端某点射出场区
C.粒子射出场区时,动能增加,电势能减少
D.粒子射出场区时,动能减少,电势能增加
参考答案:AC
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,在xOy直角坐标系中,第1象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场,初速度为零、带电量为q、 质量为m的离子经过电压为U的电场加速后,从x上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场偏转并击中x轴上的C点,已知OA=OC=d。求电场强度E和磁感强度B的大小。

参考答案:解:设带电粒子经电压为U的电场加速后获得速度为v,由
? ①
带电粒子进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,由牛顿第二定律:
? ②
依题意可知:r=d ③
联立①②③可解得:
? ④
带电粒子在电场中偏转,做类平抛运动,设经时间t从P点到达C点,由d=vt ⑤
? ⑥
联立①⑤⑥可解得:
? ⑦
本题解析:
本题难度:困难