1、计算题 (12分)如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E=4×105 N/C、方向水平向左的匀强电场,在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.质荷比为
=4×10-10 kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=2×107 m/s垂直x轴射入电场,OA=0.2 m,不计重力.求:
(1)粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
(2)若要求粒子不能进入第三象限,求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况.)

参考答案:(1)0.4 m?(2)B≥(2
+2)×10-2 T
本题解析:(1)设粒子在电场中运动的时间为t,粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y,
则:sOA=
at2?(1分)
a=
? (1分)
E=
?(1分)
y=v0t? (2分)
联立解得a=1.0×1015 m/s2 t=2.0×10-8 s y=0.4 m?(1分)
(2)粒子经过y轴时在电场方向的分速度为:vx=at=2×107 m/s
粒子经过y轴时的速度大小为:v=
=2
×107 m/s? (1分)
与y轴正方向的夹角为θ,θ=arctan
=45°(1分)
要使粒子不进入第三象限,如图所示,此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R,则:

R+
R≤y? (2分)
qvB=m
? (1分)
联立解得B≥(2
+2)×10-2 T.?(1分)
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,BC是半径为R的
圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,求:

(1)滑块通过B点时的速度大小;
(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小;
(3)水平轨道上A、B两点之间的距离.
参考答案:(1)
(2)NB=3mg-2qE(3)
本题解析:(1)小滑块从C到B的过程中,只有重力和电场力对它做功,设滑块经过圆弧轨道B点时的速度为vB,根据动能定理有?
?解得
?
(2)根据牛顿运动定律有
?解得 NB=3mg-2qE?
(3)小滑块在AB轨道上运动时,所受摩擦力为 f=μmg
小滑块从C经B到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功。设小滑块在水平轨道上运动的距离(即A、B两点之间的距离)为L,则根据动能定理有:
mgR-qE(R+L)-μmgL=0
解得 
点评:本题考查分析和处理物体在复合场运动的能力.对于电场力做功W=qEd,d为两点沿电场线方向的距离.
本题难度:一般
3、填空题 如图所示,匀强电场E竖直向下,匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别置入该区域中,油滴a做匀速圆周运动,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,则比较三个油滴所受重力Ga、Gb、Gc的大小,最大的是______,最小的是______.

参考答案:
油滴a做匀速圆周运动,可判断其受到的电场力和重力大小相等,方向相反,电场力方向竖直向上,所以带负电;力的关系为:Ga=qE
油滴b向左水平匀速运动,对其受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的电场力和竖直向上的洛伦兹力(由左手定则来判断),三力平衡,即Gb=qE+qvB
油滴c向右水平匀速运动,对其受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力(由左手定则来判断),三力平衡,即Gc=qE-qvB
由以上分析可得三个油滴的重力关系为:Gb>Ga>Gc
故答案为:Gb,Gc
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 如图,空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果这个区域只有电场,则粒子从B点离开场区;如果这个区域只有磁场,则粒子从D点离开场区;设粒子在上述三种情况下,从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3,比较t1、t2和t3的大小,则有(粒子重力忽略不计)? (? )

A.t1=t2=t3
B.t2<t1<t3
C.t1=t2<t3
D.t1=t3>t2
参考答案:C
本题解析:先看
,由于只有电场时,电场方向与小球初速度垂直不改变A到达B点的直向速度(类似于平抛运动)
,再看
,由于磁场不改变速度大小,A到C和D的速度大小都相同,显然A到D的距离远,即
,综上
,C正确,
点评:当带电粒子在电磁场中发生偏转时,需要弄清楚粒子受力情况,从而得出在各个方向上的运动性质,
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,位于竖直平面内的坐标系
,在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E=2N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场,并在
的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO作匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为
=45°),并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2,问:

(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比,并指出油滴带何种电荷;
(2)油滴在P点得到的初速度大小:
(3)油滴在第一象限运动的时间。
参考答案:(1) mg ∶qE ∶f=1 ∶1 ∶
?油滴带负电荷?(2)
?(3) 0.828s
本题解析: (1)

根据受力分析(如图)可知油滴带负电荷?(2分)
设油滴质量为m,由平衡条件得:mg ∶qE ∶f=1 ∶1 ∶
?(2分)
(2)由第(1)问得:m=qE/g?(2分)
qvB=
qE ?(2分)
解得:v=
E/B=
m/s?(1分)
(3)进入第一象限,电场力和重力平衡,知油滴先作匀速直线运动,进入y≥h的区域后作匀速圆周运动,路径如图,最后从x轴上的N点离开第一象限?(2分)
由O→A匀速运动的位移为s1=h/sin45°=
h ?(2分)
其运动时间:t1=
=0.1s ?(1分)
由几何关系和圆周运动的周期关系式T=
?(2分)
知由A→C的圆周运动时间为t2=0.25T=
=0.628s ?(2分)
由对称性知从C→N的时间t3=t1?(1分)
在第一象限运动的总时间t=t1+t2+t3=2×0.1s+0.628s=0.828s ?(1分)
本题难度:一般
First deserve and then desire. 先做到受之无愧,而后再邀功请赏。