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1、选择题 图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于这处电场场强大小和方向的说法中,正确的是
[? ]

A、大小为B/v,粒子带正电时,方向向上B、大小为B/v,粒子带负电时,方向向上C、大小为Bv,方向向下,与粒子带何种电荷无关D、大小为Bv,方向向上,与粒子带何种电荷无关?
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由A 点进入电磁场并刚好能沿AB直线向上运动,则该微粒在A、B两点的动能Ek和电势能Ep的关系是

[? ]
A.EkA< EkB
B.EkA>EkB
C.EpA<EpB
D.EpA> EpB
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 带电粒子在AB两极板间靠近A板中央附近S处静止释放,在两极板电压中加速,从小孔P平行CD极板方向的速度从CD极板中央垂直进入偏转电场,B板靠近CD板的上边缘如图甲.在CD两板间加如图乙所示的交变电压,设
时刻粒子刚好进入CD极板,
时刻粒子恰好从D板的下边缘飞入匀强磁场,匀强磁场的上边界与CD极板的下边缘在同一水平线上,磁场范围足够大,加速电场AB间的距离,偏转电场CD间的距离及CD极板长均为
,图象乙中
和
都为已知,带电粒子重力不计,不考虑电场和磁场边界影响.求:


(1)加速电压
?
(2)带电粒子进入磁场时的速度?
(3)若带电粒子在
时刻刚好从C极板的下边缘进入偏转电场,并刚能返回到初始位置S处,求
(4)带电粒子全程运动的周期
参考答案:(1)
(2)
角(3)
(4)
本题解析:(1)设带电粒子进入偏转电场时的速度为
;?
从偏转电场中射出分析得
加速:有
?,偏转:有
所以:
(2)进入磁场时
?,速度方向和磁场边界成
角。

(3)带电粒子在磁场中?
?
?
有
则
带电粒子全程运动的周期:
=
本题考查的是带电粒子在电场和磁场中的偏转问题,掌握其偏转规律就可快速解出此题。
本题难度:一般
4、计算题 如图甲所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,上面分别开有正对的小孔O1和O2,金属板C、D接在正弦交流电源上,两板间的电压UCD随时间t变化的图线如图乙所示。t=0时刻开始,从D板小孔O1处连续不断飘入质量为m=3.2×10-25 kg,电荷量为q=1.6×10-10 C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零)在C板外侧有以MN为边界的匀强磁场MN,MN与C金属板平行且相距10 cm,匀强磁场大小为0.1 T,方向如图甲所示,粒子的重力及粒子两相互用力忽略不计,平行金属板C、D之间距离是足够小,粒子在两板间的运动时间可忽略不计,求:
(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后,能飞出磁场边界MN的最小速度为多少?
(2)从0到0.06 s末时间内哪些时间段飘入小孔O2的粒子能穿过电场并飞出磁场边MN?
(3)磁场边界MN有粒子射出的长度范围有多长。(计算结果保留两位有效数字)

参考答案:解:(1)设粒子飞出磁场边界MN的最小速度为v0,粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力知qv0B=
粒子恰好飞出磁场,则有R0=d
所以最小速度
5×103 m/s?
(2)由于C、D两板间距离足够小,带电粒子在电场中运动时间可忽略不计,故在粒子通过电场过程中,两极板间电压可视为不变,设恰能飞出磁场边界MN的粒子在电场中运动时C、D板对应的电压为U0,则根据动能定理知
,得
粒子带正电在0~0.03 s之前没法进入磁场,根据图像可知与-25 V电压对应的时刻分别是0.035 s和0.055 s,U>U0粒子可以从磁场飞出,所以时间范围为0.035~0.055 s
(3)设粒子在磁场中运动的最大速度为vm,对应的运动半径为Rm,如图所示,则有

,qvmB=
解得
由几何关系可知侧移是
磁场边界MN有粒子射出的长度范围为△x=d-x=0. 059 m
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感强度为B,则油滴的质量和环绕速度分别为( )
A.
,
B.,
C.B, D.,
参考答案:液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,可知,液滴受到的重力和电场力是一对平衡力,重力竖直向下,所以电场力竖直向上,与电场方向相同,故可知液滴带正电. 磁场方向向里,洛伦兹力的方向始终指向圆心,由左手定则可判断液滴的旋转方向为逆时针;由液滴做匀速圆周运动,得知电场力和重力大小相等,得: mg=qE…① 得:m=qEg 液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为: R=mvBq…② ①②联立得:v=RBgE 故选D
本题解析:
本题难度:一般
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