1、简答题 如图所示,水平x轴是匀强电场的上边界线,xoy平面内的竖直线PQ是匀强电场、匀强磁场的分界线,匀强电场的方向竖直向上,匀强磁场的方向垂直于xoy平面向里(磁感应强度大小B未知).质量为m、电荷量为q的带正电质点自y轴上的A(0,L)点以初速度v0水平向右抛出,经过一段时间后垂直于竖直线PQ射入匀强磁场.已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度大小E=
.
(1)求竖直线PQ与y轴之间可能的距离;
(2)若使带电质点在竖直线PQ右侧区域作半径为L的匀速圆周运动,试指出在该区域应添加匀强电场E1的方向,并分别求出电场强度E1、磁感应强度B的大小;
(3)在(2)问情形下,质点自A点抛出后经多长时间回到y轴?
参考答案:

(1)质点自A点抛出后先作平抛运动
? x0=v0t
? L=12gt2
∴水平位移x0=v0
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图,在y<0的区域内存在着磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面并指向纸内的匀强磁场。一质量为m、带电量为-q的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正方向的夹角为θ。不计重力,求:
(1)该粒子射出磁场时的位置坐标;
(2)该粒子在磁场中运动的时间。

参考答案:解:(1)电粒子射入磁场后,沿图示轨迹运动,从A点射出磁场,设O、A间的距离为L,射出方向与x轴的夹角仍为θ,则
由qv0B=m
,解得:r=
①
由几何关系可得:
=rsinθ ②
联解①②两式,得:L=
所以粒子离开磁场的位置坐标为(-
,0)
(2)因为T=
=
所以粒子在磁场中运动的时间,t=
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 如图所示,虚线OC与y轴的夹角θ=60°,在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子a(不计重力)从y轴的点M(0,L)沿x 轴的正方向射入磁场中。求:

(1)要使粒子a离开磁场后垂直经过x轴,该粒子的初速度v1为多大;
(2)若大量粒子a同时以v2=
从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中,则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)粒子a竖直向下穿过OC,在磁场中轨迹圆心如图为O1,OO1=Rcotθ,OO1=L-R,得

由
,得
(2)由
,得
最后出磁场的粒子从OC边上的E点射出,弦ME最长为直径,ME=2R=L,在磁场 中运动的时间为

MF为垂直OC的一条弦,则MF为最短的弦,从F点射出的粒子运动时间最短,此时轨迹圆心为O2,由三角形关系得MF=Lsinθ=
,
,
,α=60°
此粒子的运动时间
时间差为Δt=t1-t2=
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动.
本题难度:一般
4、选择题 质子(
)和α粒子(
)以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中,它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,它们的轨道半径和运动周期关系是
[? ]
A. RH:Rα=1:2,TH:Tα=1:2
B. RH:Rα=2:1,TH:Tα=1:2
C. RH:Rα=1:2,TH:Tα=2:1
D. RH:Rα=1:4,TH:Tα=1:4
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
.在竖直方向存在交替变化的匀强电场如图(竖直向上为正),电场大小为
.一倾角为θ足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间.斜面上有一质量为m,带电量为-q的小球,从t=0时刻由静止开始沿斜面下滑,设第5秒内小球不会离开斜面,重力加速度为g

求:(1)求第1秒末小球的速度大小.
(2)第6秒内小球离开斜面的最大距离.
(3)若第19秒内小球仍未离开斜面,θ角应满足什么条件?
参考答案:(1)2g sinθ;(2)
;(3)
。
本题解析:(15分)考查动力学、圆周运动、静电场、磁场有关知识及临界问题,另考查学生在解题中寻找运动规律,综合性较强,考查内容较为深入.

解析(1)设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a,
由牛顿第二定律得:
?①?(2分)
第一秒末的速度为:v=at1="2g" sinθ? (m/s)?②?(2分)
(2)在第二秒内:qE0=mg?③?(1分)
所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动,则:
由牛顿第二定律得
?④?(1分)
圆周运动的周期为:
?⑤?(1分)
由题图可知,小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动,在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动.?(1分)
所以,第五秒末的速度为:v5=a(t1+t3+t5)="6g" sinθ?⑥?(1分)
小球离开斜面的最大距离为:
d=2R3?⑦?(1分)
由以上各式得:
?(1分)
(3)第19秒末的速度:v19=a(t1+t3+t5+…+t19)="20g" sinθ?⑧?(1分)
小球未离开斜面的条件是:
qv19B≤(mg+qE0)cosθ?⑨(2分)
所以:
?(1分)
本题难度:一般