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1、简答题 如图所示,两块平行板电极的长度为L,两板间距离远小于L,可忽略不计.两板的正中央各有一个小孔M、N,两孔连线与板垂直.现将两极板分别接在可调直流电压U的两端,极板处在一有界匀强磁场(板内无磁场),磁感应强度为B,磁场的两条边界CD、DE的夹角θ=60°.极板延长线与边界DE交于Q点,极板最右端P与Q间距离为2.5L.现将比荷均为
的各种粒子分别从M孔射入电场,不考虑粒子的重力.
(1)若U=U0时,要使带负电的粒子能够从N孔射出,则射入时的初速度v0至少为多少?
(2)将带正电的粒子从M无初速释放,
①若粒子恰好打到下极板右端,求所加直流电压的值U1.
②若U=,则该粒子经过多少次电场的加速后可以离开磁场区域?

参考答案:(1)要使带负电的粒子能从N孔射出,则:
12mv20≥qU0
解得:
v0≥
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,一重力不计,电荷量为q的电荷,以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,传出磁场的速度方向与电荷原来的入射方向的夹角为45°,则( )
A.电荷的质量为
B.电荷的质量为
C.电荷穿过磁场的时间
D.电荷穿过磁场的时间

参考答案:A、粒子做匀速圆周运动,轨迹如图:
由几何知识知可知:sin45°=dR,
解得,粒子轨道半径:R=
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 在高纬度地区,高空大气稀薄的地方常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象,这就是我们常听说的“极光”,它是由太阳发射的高速带电粒子受到地球磁场的影响,进入两极附近,撞击并激发高空中的空气分子和原子而引起的.假如我们在北极地区忽然发现高空出现了沿顺时针方向生成的紫色弧状极光,则关于引起这一现象的高速粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法正确的是( )
A.高速粒子带正电
B.高速粒子带负电
C.弯曲程度逐渐减小
D.弯曲程度逐渐增大
参考答案:AD
本题解析:
本题难度:简单
4、简答题 一带电质点,质量为m,电荷量为q,以平行于x轴的速度v从y轴上的a点射入如图所示的第一象限所示的区域、为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于x轴的速度v射出,可在适当地方加一个垂直于xOy平面磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这个圆形磁场区域的最小半径,重力忽略不计.
参考答案:粒子完成的是一个四分之一圆周,如图所示:

则其运动半径为R=mvBq
能覆盖MN这一四分之一圆周的圆弧最小的圆的半径为r,则
?r=12.MN=12
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B。一质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP=d)射入磁场(不计重力影响)。
(1)如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度。
(2)如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ(如图)。求入射粒子的速度。

参考答案:解:(1)由于粒子在P点垂直射入磁场,故圆弧轨道的圆心在AP上,AP是直径

设入射粒子的速度为v1,由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得:
解得:
(2)设O"是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心,连接O"Q,设O"Q=R"
由几何关系得:
,
由余弦定理得:
解得:
设入射粒子的速度为v,由
解出:
本题解析:
本题难度:困难