1、计算题 如图,一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上,整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下,一电荷量为q(q>0),质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心为O",球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0<θ<π/2)。为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率,重力加速度为g。

参考答案:解:据题意,小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,该圆周的圆心为O"。P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛伦兹力f=qvB ①
式中v为小球运动的速率。洛伦兹力f的方向指向O"。根据牛顿第二定律有
Ncosθ-mg=0 ②,
③
由①②③式得
?④
由于v是实数,必须满足
?⑤
由此得
?⑥
可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为
⑦
此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为
⑧
由⑦⑧式得
?⑨
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力,该磁场的磁感应强度大小为
A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:

根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示,由几何关系可得,粒子运动的半径r=R,根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力可得,
,解得,
,选项A正确.
本题难度:一般
3、填空题 摆线长为L,摆球质量为m带正电量q的单摆从如图所示位置A摆下,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中运动,摆动平面垂直磁场,若图中
,摆球从A开始运动,当它第一次到最低点时,摆线上的拉力大小为_____________.
参考答案:
本题解析:小球在下落过程中,只有重力做功,所以到最低点时,
,小球在最低点时,根据左手定则可得受到竖直向下的洛伦兹力,故小球受到竖直向下的重力,竖直向上的拉力,竖直向下的洛伦兹力,它们的合力充当向心力,所以
故两式联立可得
本题难度:简单
4、选择题 如图6所示,在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.P为屏上的一个小孔.PC与MN垂直.一群质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域.粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内,且散开在与PC夹角为θ的范围内.则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为? ( ) ?

A.
B.
C.
D.
参考答案:D
本题解析:由图可知,沿PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最远,为PR=
,沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最近,为PQ=
cosθ,故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为:QR=PR-PQ=
,选项D正确.
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,没有磁场时,显像管内电子束打在荧光屏正中的O点,加磁场后电子束打在荧光屏O点上方的P点,则所加磁场的方向可能是

[? ]
A.垂直于纸面向内
B.垂直于纸面向外
C.平行于纸面向上
D.平行于纸面向下
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单