1、计算题 (18分)如图,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;
、
,离子重力不计。

(1)求加速电场的电压U;
(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值;
(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,求磁场磁感应强度B的取值范围。
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理:
离子辐射向电场中做匀速圆周运动,由牛顿定律:
?解得:
(2)离子做类平抛运动:2d=vt,2d=
由牛顿第二定律得? qE0 = ma?则E0=
(3)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
?
则
离子能打在QF上,则既没有从DQ边出去也没有从PF边出去,则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ。
由几何关系可知,离子能打到QF上,必须满足
,则有

本题难度:一般
2、选择题 关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是(? )
A.振荡电流最大量,电容器两极板间的电场强度最大
B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零
C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化成电场能
D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能
参考答案:D
本题解析:振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,场强为零,A选项错;振荡电流为零时,LC回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流强度变化率最大,线圈中自感电动势最大,B选项错;振荡电流增大时,线圈中电场能转化为磁场能,C选项错;振荡电流减小时,线圈中磁场能转化为电场能,D选项对.
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,把长为L的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,当导体棒中通以方向向左的恒定电流I时,下面关于通电导体棒在磁场中受到的安培力大小和方向正确的是( )
A.大小为BIL,方向竖直向上
B.大小为
,方向竖直向上
C.大小为BIL,方向竖直向下
D.大小为,方向竖直向下