1、计算题 如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ。不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;
(3)A点到x轴的高度h。

参考答案:解:(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,有
①
?②,电场强度方向竖直向上

(2)小球做匀速圆周运动,设半径为r,由几何关系知
③
设小球做圆周运动的速率为v,有
④
由速度的合成与分解知
⑤
由③④⑤式得
⑥
(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy,它与水平分速度的关系为
⑦
由匀变速直线运动规律
⑧
由⑥⑦⑧式得
⑨
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 如图所示,实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线,电场线与水平方向成α角,水平方向的匀强磁场垂直纸面向里,有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动,l与水平方向成β角,且α>β,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )

A.液滴可能做匀减速直线运动
B.液滴可能带负电
C.电场线方向一定斜向下
D.液滴一定做匀速直线运动
参考答案:D
本题解析:粒子做直线运动,受到的重力和电场力都是恒力,所以如果粒子变速运动,则受到的洛伦兹力一定是变化的,液滴将做曲线运动,所以粒子的速度不变,即做匀速直线运动,故合力为零,所以根据力的平衡条件可知,粒子必带正电,电场方向斜向上,故D正确,ABC错误,故选D
点评:难度较小,本题的突破口是粒子做直线运动,可假设粒子的速度变化,然后推知洛伦兹力是变化的,根据力和运动的关系分析
本题难度:简单
3、选择题 医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点的距离为4.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160μV,磁感应强度的大小为0.040T。则血流流量的近似值和电极a、b的正负为

[? ]
A. 1.3×10-5 m3/s,a正、b负
B. 1.3×10-5 m3/s,a负、b正
C. 2.7×10-5 m3/s,a正、b负
D. 2.7×10-5 m3/s,a负、b正
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,阴极射线管接通电源后,电子束由阴极沿x轴正方向射出,在荧光板上会看到一条亮线.要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转,可采用的方法是

A.加一沿y轴负方向的磁场
B.加一沿z轴正方向的磁场
C.加一沿y轴正方向的电场
D.加一沿z轴负方向的电场
参考答案:A
本题解析:根据左手定则,若加一沿y轴负方向的磁场,可使得电子束向向z轴负方向偏转;若加一沿z轴正方向的磁场,可使得电子束向向y轴负方向偏转; 若加一沿y轴正方向的电场,可使电子束向y轴负方向偏转;加一沿z轴负方向的电场,可使电子束向z轴正方向偏转。选项A正确。
本题难度:一般
5、计算题 (20分)如图(a)所示,两块足够大的平行金属板竖直放置,板间加有匀强电场和磁场,电场和磁场的大小随时间按图(b)和图(c)所示的规律变化(规定垂直于纸面向外为磁感应强度的正方向)。在t=0时,由负极板内侧释放一初速度为零的带负电粒子,粒子的重力不计。在t=37 t0/12时,带电粒子被正极板吸收。已知电场强度E0、粒子的比荷q/m以及t0。而磁感应强度B1、B2(均未知)的比值为1﹕3,在t0~2t0时间内,粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为t0。求:
(1)当带电粒子离负极板的距离S0="q" E0t02/2m时,粒子在两极板间运动的时间;
(2)两平行板间的距离d 。


参考答案:(1) 对应的时刻为:t0、3t0/2、2t0(2)d = 2E0qt02/m + E0qt02/3лm
本题解析:解:(1)由牛顿第二定律及运动学公式:

E0q =" ma?" …… (2分)
S1 = at02/2 …… (2分)
S1 = E0qt02/2m
∵ S1 = S0
∴如图:当 S1 = S0 = E0qt02/2m时,
对应的时刻为:t0、3t0/2、2t0 .(3分)
(2)由粒子的运动情况,前3t0时间内,粒子匀加速的时间为2t0,做圆周运动时间为t0,则粒子匀加速直线运动的位移
S = a(2t0)2/2 = 4S0?…… (2分)
最后t0/12粒子做圆周运动,设粒子的速度为v2,
V2 = 2at0?…… (1分)
设粒子在磁场B2中的轨道半径为R2,
B2v2q = mv22/R2?…… (2分)
粒子在B1磁场中运动的周期T1 = 2лm/qB1 = t0…… (2分)
解得:R2 = E0qt02/3лm …… (1分)
∵粒子在B2中的周期:T2 = 2лm/qB2 = t0/3 …… (2分)
∴t0/12时间内粒子转过的角度θ=л/2 …… (1分)
即:d = S+R2…… (1分)
解得:d = 2E0qt02/m + E0qt02/3лm?……?(1分)
本题难度:一般
Failure is the only high road to success. 失败是通往成功的唯一康庄大道.