1、选择题 如图所示,竖直放置足够长的平行光滑导轨间距d=lm、其电阻不计,磁感应强度B=1T、方向垂直纸面向里,匀质导体棒AB长L=2m、电阻r=1Ω、质量为m=0.lKg;电阻R1=R2=1Ω,现让棒AB由静止释放(与导轨接触良好).下降到虚线位置时达到最大速度,下列说法正确的是(g= 10m/s2)

A.棒AB的最大速度为1m/s
B.通过R1的最大电流为lA
C.闭合回路的路端电压是0.5v
D.棒AB最大电功率为1W
参考答案:ACD
本题解析:导体棒速度最大时重力等于洛伦兹力,
,
,通过 R1最大电流0.5A,闭合回路的路端电压
,棒AB最大功率
,所以选ACD。
本题难度:简单
2、计算题 如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y轴正方向,磁场方向垂直于xy平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样。一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x轴正向入射。这时若只有磁场,粒子将做半径为R0的圆周运动。若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动。现在,只加电场,当粒子从P点运动到x=R0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x轴交于M点。不计重力。求:
(1)粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离;
(2)M点的横坐标xM。

参考答案:解:(1)做直线运动有:
,
做圆周运动有:
只有电场时,粒子做类平抛,有:
解得:
粒子速度大小为:
速度方向与x轴夹角为:
,粒子与x轴的距离为:
(2)撤除电场同时加上磁场,有:
解得:
,
粒子运动轨迹如图所示,

圆心C位于与速度v方向垂直的直线上,该直线与x轴和y轴的夹角均为π/4,有几何关系得C点坐标为:
过C作x轴的垂线,在ΔCDM中:
,
解得:
M点横坐标为:
。
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 如图所示,在平面的第一象限和第二象限区域内,分别存在场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,电场Ⅰ的方向沿x轴正方向,电场Ⅱ的方向沿y轴的正方向。在第三象限内存在着垂直于平面的匀强磁场Ⅲ,Q点的坐标为(-x0,0)。已知电子的电量为-e,质量为m(不计电子所受重力)。
(1)在第一象限内适当位置由静止释放电子,电子经匀强电场Ⅰ和Ⅱ后恰能透过Q点。求释放点的位置坐标x、y应满足的关系式;
(2)若要电子经匀强电场Ⅰ和Ⅱ后过Q点时动能最小,电子应从第一象限内的哪点由静止释放?求该点的位置和过Q点时的最小动能;
(3)在满足条件(1)的情况下,若想使电子经过Q后再次到达y轴时离坐标原点的距离为x0,求第三象限内的匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。

参考答案:解:(1)设电子从第一象限内坐标为(x,y)处由静止释放能过Q点,到达y轴时的速度为
由动能定理得:
①
若能到达Q点,则应满足:
②
?③
?④
联立①②③④得:
⑤
(2)由动能定理得:电子从P点由静止释放,经匀强电场I和Ⅱ后过Q点时动能:
⑥
而
(当
时取“=”)⑦
由⑤⑥⑦得:
(当
时取“=”)⑧
所以电子从第一象限内的P(
,
)点由静止释放过Q点时动能最小,过Q点时的最小动能是
(3)若匀强磁场Ⅲ方向垂直纸面向里,则电子左偏,不会再到达y轴,所以匀强磁场方向垂直纸面向外。运动轨迹如图,则: 

而
在满足条件(2)的情况下
所以
=45°⑨
设在匀强磁场Ⅲ中做匀速圆周运动的半径为r,到达y轴上的A点,结合题中条件可推知,电子在磁场中运动的轨迹应为以QA为直径的半圆,OA=x0,由几何知识知:
⑩
设到达Q点的速度为
,则

解得:

根据牛顿第二定律得:
解得:

把
和r的值代入,第三象限内的匀强磁场的磁感应强度

本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如图所示,一平行板电容器,上极板带正电,下极板带负电,中间充满垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入电容器,恰好沿直线从区域右边界的O"点(图中未标出)穿出。若撤去该区域内的磁场而其他条件均不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b

[? ]
A.穿出位置一定在O"点下方
B.穿出位置一定在O"点上方
C.在电场中运动时,电势能减小
D.在电场中运动时,动能减小
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 在空间某一匀强电场中,将一质量为m.电荷量为q的小球由静止释放.带电小球 的运动轨迹为一直线.该直线与竖直方向成锐角
,电场强度大小为E。则下列说法中正确的足
A.由于小球所受的电场力和重力做功均与路径无关.故小球的机械能守恒
B.若
,则小球的电势能不变.机械能守恒
c.若
且
-则小球的动能必增大,电势能可能增大
D.若
且
.则小球的动能必增大.电势能可能增大
参考答案:BD
本题解析:小球受到电场力和重力作用,只有重力做功时机械能才平衡,但是电场力是否做功不确定,所以无法判断机械能是否守恒选项A错。物体从静止开始做直线运动,所以重力和电场力的合力与速度同向,若
,则电场力
,受力分析如下图左图,此时电场力和合力方向即运动方向垂直,电场力不做功,电势能不变,只有重力做功,机械能守恒。选项B对。若
,则有电场力
,若
此时受力分析如下右图,电场力只能水平向左如图,此时合力与速度同向,动能必然增大,电场力做正功,电势能一定减少选项C错。若
电场力可能水平也可能斜向上如图,此时合力仍然与速度垂直,做正功,动能增大,电场力做负功, 电势能减少,所以电势能可能增大也可能减少选项D对。


本题难度:一般