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1、简答题 如图所示,某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场,此区域的宽度d =" 8" cm,电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一电子以一定的
速度沿水平方向射入此区域.若电场与磁场共存,电子穿越此区域时恰好不发生偏转;若射入时撤去磁场,电子穿越电场区域时,沿电场方向偏移量y =" 3.2" cm;若射入时撤去电场,电子穿越磁场区域时也发生了偏转.不计重力作用,求:

(1)电子射入时的初速度的表达式;(注:表达式不必代入具体数值,只保留字母符号)
(2)电子比荷的表达式;
(3)画出电子穿越磁场区域时(撤去电场时)的轨迹并标出射出磁场时的偏转角
;
(4)电子穿越磁场区域后(撤去电场时)的偏转角
。
(
?
)
参考答案:(1)
(2)
(3)
(4)53°
本题解析:(1)(4分)电子在复合场中不发生偏转,所受电场力和洛伦兹力平衡:
,得初速度的表达式:
。
(2)(6分)电子垂直进入匀强电场,向上偏转作类平抛运动:
,?(1分)?
,?(1分)?
,(2分)
得电子比荷:?
。?(2分)
(3)(2分)正确作出轨迹和标出偏转角各给1分。(共2分)

(4)(6分)电子垂直进入匀强磁场作匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力:
?(2分)
代入比荷的表达式得
(2分)?
由图可知,
?
?或
(2分)
本题难度:简单
2、选择题 如图5所示,某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E,在竖直平面内建立坐标系xOy,在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B,在y>0的空间内,将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放,此液滴则沿y轴的负方向,以加速度a=2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动,当液滴运动到坐标原点时,被安置在原点的一个装置瞬间改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变),随后液滴进入y<0的空间运动.液滴在y<0的空间内的运动过程中( )

A.重力势能一定不断减小
B.电势能一定先减小后增大
C.动能不断增大
D.动能保持不变
参考答案:D
本题解析:带电液滴在y>0的空间内以加速度a=2g做匀加速直线运动,可知液滴带正电,且电场力等于重力,当液滴运动到坐标原点时变为负电荷,液滴进入y <0的空间内运动,电场力等于重力,液滴做匀速圆周运动,重力势能先减小后增大,电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,动能保持不变,故选D.
本题难度:简单
3、简答题

(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向;
(2)求电场强度的大小;
(3)求电荷第三次经过x轴的位置。
参考答案:(1)区域一是磁场,方向垂直纸面向里。区域二是电场,方向由A指向C
(2)
?(3)第三次经过x轴上的点的坐标为(8,0)
本题解析:(1)区域一是磁场,方向垂直纸面向里。区域二是电场,方向由A指向C。
(评分说明:场区及方向正确的每项给1分,共4分)
(2)设电场强度的大小为E,电荷从C点进入
区域I的速度为v。
电荷从A到C做初速度为零的匀加速直线运动,
且过C点时速度方向与x轴正方向成45°角,
AC间距离
,则:
?…………①?(2分)
?…………②?(1分)
电荷进入区域I后,在洛仑兹力的作用下做
匀速圆周运动,运动轨迹如图,则:
?………………③?(2分)
由题意及几何关系:
?…………④?(2分)
由①②③④可得:
?(1分)
(3)电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域II,速度方向与电场方向垂直,电荷在电场中做类平抛运动,设经过时间t电荷第三次经过x轴。有
解得:
?…………⑤(2分)
所以:
?…………⑥?(2分)
即电荷第三次经过x轴上的点的坐标为(8,0)?…………⑦?(2分)
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,一质量为m、电荷量为+q带电小球静止在倾角为30°、足够长的绝缘光滑斜面顶端时对斜面压力恰为零。若迅速把电场方向改为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?

参考答案:
本题解析:
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xoy,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y>h=0.4m 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θ=45o),并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2,问:
(1)油滴在第一象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比;
(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以及油滴离开第一象限处的坐标值。

参考答案:解:(1)油滴带负电荷,设油滴质量为m,由平衡条件得: mg:qE:f=1:1:


(2)得
得
(3)进入第一象限,电场力和重力相等,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。由O→A匀速运动位移为
知运动时间:
由几何关系和圆周运动的周期关系式
知由A→C的圆周运动时间为 
,由对称性知从C→N的时间
在第一象限运动的总时间
=
由在磁场中的匀速圆周运动,有
,解得轨道半径

图中的
即离开第一象限处(N点)的坐标为(4.0m,0)
本题解析:
本题难度:困难