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1、简答题 在如图 9 所示的装置中 , 虚线框内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场 , 匀强磁场方向 向下 , 磁感应强度为B1; 匀强电场方向垂直纸面向外 , 场强为 E 。在MN右侧有垂直纸面向里 的匀强磁场 , 磁感应强度为 B2 。现有一离子从 01 点垂直于电场、磁场方向射人后 , 沿直线运动 至 02 点后进入MN的右侧区域 , 最后打在MN上距O2为 d 的 P 点。不计离子的重力 , 求 :
(1)离子带何种电?
(2) 离子的电荷量与质量之比。
(3)离子在MN右侧运动的时间。
参考答案:(1)离子带负电(2)
(3)?
本题解析:


本题难度:一般
2、计算题 (12分)一质量为m、带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°,同时进入场强大小为大小为E,方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中,通过了b点正下方c点,如图所示,已知 b到O的距离为L,粒子的重力不计,试求:

(1)磁感应强度B
(2)圆形匀强磁场区域的最小面积;
(3)c点到b点的距离
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)粒子在磁场中受洛仑兹力作用,作匀速圆周运动,设其半径为R,O点即进入磁场开始匀速圆周运动,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在x轴上,且b点速度切线x轴交点为b点,而b点不可能是圆心,所以b点在磁场区之外。过b沿速度方向作延长线,它与y轴相交于d点。
作圆弧过O点与y轴相切,并且与bd相切,切点a即粒子离开磁场区的地点。这样也求得圆弧轨迹的圆心C,如图所示。
由图中几何关系得:L=3R

匀强磁场中洛伦兹力提供向心力即
,得
带入数据得?
(2)要使磁场的区域有最小面积,则线O
应为磁场区域的直径

由几何关系知:
得
?
∴匀强磁场的最小面积为:
(3)带电粒子进入电场后,由于速度方向与电场力方向垂直,故做类平抛运动

设BC的距离为d,则由运动的合成知识有:
?
而
联立解得:
本题难度:一般
3、选择题 (2011年泉州高三统考)如图8-3-18所示,匀强电场和匀强磁场相互垂直,现有一束带电粒子(不计重力),以速度v0沿图示方向恰能直线穿过,则以下分析不正确的是( )

图8-3-18
A.如果让平行板电容器左极为正极,则带电粒子必须向上以v0进入该区域才能直线穿过
B.如果带电粒子以小于v0的速度沿v0方向射入该区域,其电势能越来越小
C.如果带负电粒子速度小于v0,仍沿v0方向射入该区域,其电势能越来越大
D.无论带正电还是带负电的粒子,若从下向上以速度v0进入该区域时,其动能都一定增加
参考答案:C
本题解析:选C.带电粒子做直线运动,必有Eq=qvB,v=
=v0,故A选项正确,当v<
=v0时,qvB<Eq,带电粒子向电场力一方偏移,电场力对带电粒子做正功,电势能减小,故B选项正确,C选项错误.带电粒子从下方进入时,电场力和洛伦兹力同向,电场力做正功,动能一定增加,故D选项正确.
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,真空中有一以(r,0)为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感强度大小为B,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两等大的平行金属板MN,两板间距离为2r.从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内.当质子进入两板间时两板间可立即加上如图所示的电压,且电压从t=0开始变化,电压的最大值为
,已知质子的电荷量为e,质量为m,质子在磁场中的偏转半径也为r,不计重力,求:
(1)质子进入磁场时的速度大小;
(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,到达M板所需的时间为多少?
(3)若质子沿与x轴正方向成某一角度θ的速度射入磁场时,粒子离开磁场后能够平行于金属板进入两板间,求θ的范围以及质子打到M板时距坐标原点O的距离。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)由牛顿第二定律:
?…………(1分)
解得:
?………………(1分)
(2)如图:质子在磁场运动
周期,
………………(2分)
进入MN间
在0到
时间内,质子不受电场力
………………(1分)
在
到T时间内,质子受的电场力。
?………………(1分)
?………………(1分)?
………………(1分)
?………………(1分)?
………………(1分)
因此
………………(1分)
本题难度:简单
5、选择题 如图所示的速度选择器中有正交的电场和磁场</PGN0187B.TXT/PGN>,有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中,并沿直线运动(不考虑重力作用),则此粒子( )
A.一定带正电
B.一定带负电
C.一定不带电
D.可能带正电或负电,也可能不带电