1、计算题 如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角θ=30°,某时刻一质量为m,带电量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的,(提示:离开的位置不一定是极板边缘)落到距离A点高度为h的水平面处的B点,B点放置一绝缘弹性平板M,当平板与水平夹角α=45°时,小球恰好沿原路返回A点.求:
(1)电容器极板间的电场强度E;
(2)平行板电容器的板长L;
(3)小球在AB间运动的周期T。

参考答案:解:(1)带电粒子沿水平方向做匀加速运动可知
解得:
(2)小球垂直落到弹性挡板上,且
,有
根据动能定理:
解得:
(3)由于小球在复合场中做匀加速运动

解得
平抛运动的时间为
总时间为
本题解析:
本题难度:困难
2、简答题 在如图所示的坐标系中,矩形区域abcd内有正交的匀强电场和匀强磁场,各点坐标为a(0,L)、b(L,L)、c(L,-L)、d(0,-L),磁场方向垂直于纸面向里,电场方向平行于纸面向下。一带电粒子从坐标原点沿x轴正方向射入,恰能沿直线通过(不计重力)。若只撤去磁场,则粒子从c点射出,求若只撤去电场,粒子射出的位置坐标。
参考答案:(0,L)
本题解析:设粒子的质量为m,带电量为q,粒子射入电磁场时的速度为
,则粒子沿直线通过场区时:

?①?(2分)
撤去磁场后,在电场力的作用下,从c点射出场区,所以粒子应带正电荷;在此过程中,粒子做类平抛运动,设粒子的加速度a,穿越电场所用时间为t,则有:
?②?(1分)
?③?(1分)
?④?(1分)
撤去电场后,在洛仑兹力的作用下,粒子做圆周运动,洛仑兹力作向心力:
?⑤? (2分)
由以上各式解得:
?(1分)
粒子射出点坐标为(0,L)。?(2分)
本题难度:一般
3、计算题 ?(19分)如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为l.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
参考答案:(1)见解析 (2)
gsinθ-
本题解析:(1)ab杆受三个力:重力mg,竖直向下;支持力N,垂直斜面向上;安培力F,沿斜面向上.受力示意图如图所示.
(2)当ab杆速度为v时,感应电动势E=Blv,此时电路中电流I=
=
ab杆受到的安培力F=BIl=
根据牛顿运动定律,有mgsinθ-F=mgsinθ-
=ma,
a=gsinθ-
.

本题考查电磁感应与牛顿运动定律的综合问题,由欧姆定律和法拉第电磁感应定律可求得安培力表达式,再由牛顿第二定律求得加速度大小
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在水平方向的匀强电场中,绝缘细线的一端固定在圆心O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动,小球所受的电场力大小等于重力大小。其中ac沿竖直方向,bd沿水平方向,ef与水平方向成450,则在a、b、c、d、e、f这六个点中下列判断正确的是?(?)

A.该小球在a处动能最小
B.该小球在c处重力势能最小
C.该小球在b处机械能最大
D.该小球在f处绳的拉力最大
参考答案:BCD
本题解析:考点:
专题:带电粒子在电场中的运动专题.
分析:根据电场力做功判断电势能的变化,根据重力做功判断重力势能的变化,根据除重力以为其它力做功判断机械能变化,根据合外力做功判断小球的动能变化.
解答:解:A、因为电场力和重力相等,故e点为等效最高点,即在e点合外力做的负功最多,所以e点动能最小,故A错误.?
B、物体位置越低,重力势能越小,所以c点小球的重力势能最小,故B正确.
C、除重力以外,其它力所做的功,等于物体的机械能变化量,所以运动过程中到b点,电场力做的正功最多,机械能增大的也最多,故b点具有最大的机械能,故C正确.
D、因为电场力和重力相等,故f点为等效最低点,即在f点速率最大,向心力最大,绳的拉力也最大,故D正确.
故选: BCD
点评:熟练掌握功能关系,并能根据功能关系判断各种能量的变化.
本题难度:简单
5、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。电磁血流汁由一对电极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3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为

A.1.3 m/s,a正、b负
B.2.7 m/s,a正、b负
C.1.3 m/s,a负、b正
D.2.7 m/s.a负、b正
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般