1、简答题  空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为+q、质量为m的粒子，在p点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示。已知P、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求：
（1）电场强度的大小。
（2）两种情况中粒子由P运动到Q点所经历的时间之差。
?

参考答案：（1）
（2）

本题解析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v0表示粒子在P点的初速度，R表示圆周的半径，则有? qv0B=m?①
由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度，可知粒子由P点到Q点的轨迹为圆周，故有??②
以E表示电场强度的大小，a表示粒子在电场中加速度的大小，tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间，则有
qE="ma?" ③
?④
R=v0tE　　　⑤
由以上各式，得??⑥
（2）因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为圆周，故运动经历的时间tE为圆周运动周期T的，即有? tE=T?⑦
而??⑧
由⑦⑧和①式得?⑨
由①⑤?两式得??⑩?

本题难度：简单

2、简答题  如图31-1所示，从阴极K射出的电子经U0=5000V的电势差加速后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm，间距d=4cm的平行金属板AB之间。在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm，带有记录纸的圆筒。整个装置放在真空内，电子发射的初速度不计。

(1)若在金属板上加以U1=1000V的直流电压(A板电势高)后，为使电子沿入射方向作匀速直线运动到达圆筒，应加怎样的磁场(大小和方向)；
(2)若在两金属板上加以U2=1000cos2πtV的交流电压，并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2转/秒匀速转动。试确定电子在记录纸上的轨迹形状，并画出1秒钟内所记录到的图形。

参考答案：(1)为使电子作匀速直线运动，应使电子所受电场力与洛仑兹力平衡，即： B=6×10-4T方向为垂直于纸面向里。

(2)因圆筒每秒转2周(半秒转1周)，故在1秒内，纸上的图形如图31-3所示。

本题解析：偏转极板上加恒定电压 U后，电子在电场中受到恒定的电场力作用，故所加的磁场方向只要使运动电子所受到的洛仑兹力与电场力等大反向即可。偏转极板上加上正弦交流电后，板间电场变为交变电场，电子在板间的运动是水平方向作匀速直线运动，竖直方向作简谐运动。偏出极板后作匀速直线运动，电子到达圆筒后，在筒上留下的痕迹是电子在竖直方向的“扫描”和圆筒匀速转动的合运动。


据动能定理：eU0=mV02，得电子加速后的入射速度为：
V0= =4.2×107m/s
(1)加直流电压时，A、B两板间场强：
　　　E1=U1/d=1000/(4×10-2)=2.5×104v/m
为使电子作匀速直线运动，应使电子所受电场力与洛仑兹力平衡，即：qE1=qBV0，
得：B=E1/V0=(2.5×104)/(4.2×107)=6×10-4T
方向为垂直于纸面向里。
(2)加上交流电压时，A、B两板间场强为：E2=U2/d=1000cos2πt/(4×10-2)=2.5×104cos2πt v/m
电子飞离金属板时的偏距为：y1=at1 2=(eE2/m)(L1/V0)2
电子飞离金属板时的竖直速度为：Vy=at1=(eE2/m)(L1/V0)
从飞离板到到达筒的偏距：y2=Vyt2=(eE2/m)(L1/V0)(L2/V0)=(eE2L1L2)/(mV02)
所以在纸筒上的落点对入射方向的总偏距为：(如图31-2所示)
y=y1+y2=(L1/2+L2)(eE2L1/mV02)=(L1/2+L2)(L1U2/2U0d)
=(10/2+75)×10-2×(10×1000cos2πt)/(2×5000×4)="0.20cos2πt" m
可见，在记录纸上的点以振幅0.20m，周期T=2π/ω=1秒而作简谐运动。因圆筒每秒转2周(半秒转1周)，故在1秒内，纸上的图形如图31-3所示。

本题难度：一般

3、简答题  在生产显像管的阴极时需要用到去离子水，去离子方法是将蒸馏水先经氢型离子交换树脂（HR），再流经羟型阴离子交换树脂（ROH），水中溶解的各种离子便可除去，这样得到的水为去离子水．
　　（1）下列何种材料制成的溶器不能用来盛装去离子水?为什么?
A．普通玻璃　　B．有机玻璃　　C．石英玻璃
　　（2）生产去离子水，为什么要用蒸馏水做起始原料?
　　（3）显像管的工作原理是阴极K发射的电子经高压加速电场（电压为U）加速后，垂直正对圆心进入磁感应强度为B，半径为r的圆形偏转磁场（如图偏转后轰击荧光粉受激而发光，在极短的时间内完成一幅扫描，若去离子水质量不好，所产生的离子中含有少量，打在荧光屏上，将会形成暗斑，称为离子斑，试分析说明暗斑集在中央的原因．（电子质量为，质量为）

参考答案：（1）A；普通玻璃中的溶于水（2）蒸馏水中杂质离子少
　　（3）加速场中

本题解析：（1）A；普通玻璃中的溶于水
　　（2）蒸馏水中杂质离子少
　　（3）加速场中
　　设离子在磁场中的偏转角为q ，轨道半径为R，则有
　对于　q →0　故打在荧光屏中央

本题难度：一般

4、选择题  关于磁通量的概念，以下说法中正确的是(　　)
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的