1、选择题 在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为

[? ]
A.0
B.
C.
D.
参考答案:ACD
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入,两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.已知两板之间距离为d,板长为d,O点是板的正中间,为使粒子能从两板间射出,试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子的带电荷量为e,质量为m)

参考答案:.
≤B≤
本题解析:粒子在磁场中运动的半径为
;若粒子从边界PN射出,则
,解得
;若粒子从边界MQ射出,则满足
,解得
,解得
;所以为使粒子能从两板间射出,磁感应强度B的范围是:
≤B≤
本题难度:一般
3、选择题 如图所示是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点处速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则(?)

A.a的质量一定大于b的质量
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.在磁场中a运动的时间大于b运动的时间
D.a的比荷(
)大于b的比荷(
)
参考答案:D
本题解析:本题考查带电粒子在匀强电场中的运动
设粒子经电场加速后的速度大小为v,磁场中圆周运动的半径为r,电荷量和质量分别为q、m,打在感光板上的距离为S.
根据动能定理,得? qU=
,
?
由qvB=
,r=
?则S=2r=
?
得到
?由图,Sa<Sb,U、B相同,故选D
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,用绝缘细线拴一个带负电的小球,带电量为q,让它在竖直向下的匀强电场中(场强为E)绕O点做竖直平面内的匀速圆周运动,a、b两点分别是圆周的最高点和最低点,不计空气阻力。则下列说法中正确的是

A.小球质量为qE/g
B.小球在运动中机械能守恒
C.小球经过a点时,机械能最大
D.小球经过a点时,电势能最大
参考答案:AC
本题解析:要使小球做匀速圆周运动,则必须满足
,洛伦兹力完全充当向心力,故小球的质量为
,A正确,过程中电场力和重力做功代数和为零,即电场力做功,所以机械能不守恒,B错误,从a到b点,电场力做负功,一部分机械能转化为电势能,所以a点的机械能大于b点的机械能,C正确,D错误,
点评:做本题的关键是理解,重力和电场力相互平衡,洛伦兹力完全充当向心力,这样才能满足小球做匀速圆周运动
本题难度:一般
5、计算题
如图所示,板间距为d、板长为L的两块平行金属板EF、GH水平放置,在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边BC与GH在同一水平线上,顶点A与EF在同一水平线上。一个质量为m、电量为-q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入,若在两板之间加某一恒定电压,粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场,
,并垂直AC边射出(不计粒子的重力),求:
(1)粒子离开电场时瞬时速度的大小;
(2)两极板间电压的大小和三角形区域内磁感应强度;
(3)若两板间不加电压,三角形区域内的磁场方向垂直纸面向里,要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出,试求所加磁场的磁感应强度最小值。

参考答案:
解:(1)垂直AB边进入磁场,由几何知识得:粒子离开电场时偏转角为
则粒子离开电场时瞬时速度的大小为
(2)在电场中竖直方向:
由几何关系得
,
故
由几何关系得:
设在磁场中运动半径为,则
又
而
以上式子联立得
,
方向:直纸面向外

(3)当粒子刚好与BC边相切时,磁感应强度最小,

设粒子的运动半径为
, 由几何知识知:

故
,即磁感应强度的最小值。
本题解析:
本题难度:困难