1、选择题 有一个带电荷量为+q、重为G的小球,从两竖直的带电平行板上方h处自由落下,两极板间另有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示,则带电小球通过有电场和磁场的空间时,下列说法错误的是

[? ]
A.一定作曲线运动
B.不可能做曲线运动
C.有可能做匀加速运动
D.有可能做匀速运动
参考答案:BCD
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (15分)如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场,MN与两板中线OO′ 垂直,磁感应强度 B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的比荷
=108C/kg,重力忽略不计,在0-0.8×10-5s时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0.2×10-5s时刻经极板边缘射入磁场。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)。
求:

(1)求两板间的电压U0
(2)0-0.2×10-5s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出,求磁场的最大宽度
(3)若以MN与两板中线OO′ 垂直的交点为坐标原点,水平向右为x轴,竖直向上为y轴建立二维坐标系,请写出在0.3×10-5s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场(此时,磁场只有左边界,没有右边界)时的位置坐标。
(4)两板间电压为0,请设计一种方案:让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO′射入,经过右边的待设计的磁场区域后,带电粒子又返回粒子源。
参考答案:(1)250 V/m(2)0.2 m(3)若向上偏转:进入坐标为 (? 0? ;? 0.0125 ) (m)
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.4125 ) (m)?若向下偏转:进入坐标为 (? 0? ;? - 0.0125 ) (m)?离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.3875) (m)?(4)见解析
本题解析:(1) (3分)电荷在电场中作类平抛运动?
d/2=at2/2 (1分)? a="d/" t2=2.5×1010 ?(m/s2)
Eq="ma?" (1分) E=ma/q=2.5×1010/108 ="250" (V/m)
U0="Ed=250×0.1=25" (V)?(1分)
(2) (3分) 在0---0.2×10-5S时间内, 0.2×10-5S时刻射入两板间的带电粒子进入磁场并能够从磁场右边界射出,则其他粒子也都能从磁场的右边界射出。粒子进入磁场作匀速圆周运动,则:
Bqv=mv2/R1? R1=mv0/Bq?(1分)
由第一问可知:v0=L/t=0.2/0.2×10-5 =105 (m/s)?(1分)
R1=105/5×10-3×108="0.2" (m)?
磁场的最大宽度为? D=R1=0.2 (m)?(1分)
(3) (7分) 0.3×10-5S时刻进入的粒子先做匀速直线运动,再做类平抛运动. 类平抛运动时间应为t=0.1×10-5S .
若向上偏转,根据平抛运动公式得: y1=
at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2="0.0125" (m) (1分)
进入坐标为 (? 0? ;? 0.0125 ) (m)?(1分)
进入磁场作匀速圆周运动,? R2="mv/Bq"
离开磁场时的坐标 y2=y1+2R2cosθ=y1+2 mv0/Bq
y2=0.0125+2×105/5×10-3×108="0.4125" (m)(1分)
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.4125 ) (m)?(1分)
若向下偏转,根据平抛运动公式得: y1=
at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2="0.0125" (m)
进入坐标为 (? 0? ;? - 0.0125 ) (m)?(1分)
进入磁场作匀速圆周运动,? R2="mv/Bq"
离开磁场时的坐标 y2= 2R2cosθ- y1=" 2" mv0/Bq- y1
y2=2×105/5×10-3×108-0.0125="0.3875(m)" (1分)
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.3875) (m) (1分)
(4) (2分)(只要合理均给分)

本题难度:一般
3、计算题 (18分)如图所示,在电子枪右侧依次存在加速电场,两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子枪发射的质量为m、电荷量为
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,虚线区域内存在着电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场,已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转,设重力忽略不计,则这区域内的E和B的方向可能是下列叙述中的

[? ]
A.E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同
B.E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反
C.E竖直向上,B垂直纸面向外
D.E竖直向上,B垂直纸面向里
参考答案:ABC
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如右图所示,一平行板电容器,右极板接电源正极,板长为2d,板间距离为d。一带电量为q、质量为m的负离子(重力不计)以速度v0贴近左极板沿极板方向射入,恰从右极板下边缘射出。在右极板右侧空间存在垂直纸面方向的匀强磁场(未标出)。要使该负离子在磁场中运动后,又恰能直接从右极板上边缘进入电场,则

A.磁场方向垂直纸面向里
B.磁场方向垂直纸面向外
C.磁感应强度大小为
D.在磁场中运动时间为
参考答案:BC
本题解析:粒子进入匀强电场后,竖直方向匀速直线运动
,水平方向匀加速直线运动
,离开下极板时竖直速度为
,水平速度
,所以离开电场的速度为
,方向与水平方向成
斜向下,进入匀强磁场后做匀速圆周运动,要再次从右极板边缘进入电场,运动轨迹如下图,根据负电荷向右偏转判断磁场垂直纸面向外,选项A错B对。根据几何关系,半径
,根据
可得
,整理可得
,选项C对D错。

本题难度:一般