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1、计算题 如图所示,高h=0.8m的绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场,场强E 的方向与区域的某一边界平行,区域Ⅱ中存在垂直于纸面的匀强磁场B。现有一质量m=0.01kg,带电荷量q=+10-5C的小球从A点以v0=4m/s的初速度水平向右运动,匀速通过区域Ⅱ后落在水平地面上的B点,已知:小球与水平桌面间的动摩擦因数,L=1m,h=0.8m,x=0.8m,取g=10m/s2。试求:
(1)小球在区域Ⅱ中的速度;
(2)区域Ⅱ中磁感应强度B的大小及方向;
(3)区域Ⅰ中电场强度E的大小及方向。

参考答案:解:(1)小球离开磁场后做平抛运动,设小球在磁场中匀速运动的速度为v,则有
①?
②
联立①②解得:
③
(2)由于小球在磁场中作匀速运动,所以小球不可能受摩擦力作用,也就不受桌面的弹力(支持力)作用,只能受重力和洛仑兹力作用,且
④
又
⑤
联立④⑤解得:
⑥
代入数值得:
⑦
根据左手定则可判断磁感应强度B的方向垂直纸面向里。
(3)由于v<v0,所以小球在电场中作减速运动。电场方向有两种可能
(i)电场方向水平向左。小球在电场中,由动能定理:
⑧
解得:
⑨
(ii)电场方向沿竖直方向,设竖直向上。
小球在电场中,由动能定理:
⑩
解得:
“-”号表示E的方向与假设方向相反,即竖直向下。
本题解析:
本题难度:困难
2、简答题 )如图所示,在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-2T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里。质量为m=6.64×10-27kg、电荷量为q=+3.2×10-19C的α粒子(不计α粒子重力),由静止开始经加速电压为U=1 205 V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,2)处平行于x轴向右运动,并先后通过匀强磁场区域。
?(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径?(2)请你在图中画出α粒子从直线x=-4到直线x=4之间的运动轨迹,并在图中标明轨迹与直线x=4交点的坐标
(3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间
参考答案:(1)
(2)图见解析 (3)6.5×10-7 s
本题解析:(1) α粒子在电场中被加速,由动能定理得qU="1/2" mv2(3分)
α粒子在磁场中偏转,则牛顿第二定律得qvB=mv2/r(2分)
联立解得
(1分)
(2) 能正确作出图象得(6分)

(3) 带电粒子在磁场中的运动周期
T=2πr/v=2πm/qB(2分)
α粒子在两个磁场中偏转的角度均为π/4,在磁场中的运动总时间
t="1/4" T=πm/2qB=(3.14×6.64×10-27)/(2×3.2×10-19×5×10-2)=6.5×10-7 s(3分)
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,平行板间有正交的匀强电场E和匀强磁场B,一带电粒子(不计重力)沿垂直于B、E的方向射入,从平行板间射出时动能减少,为了使带电粒子在平行板间运动时动能增加,可采用下列哪些方法( )
A.增加进入时粒子的速
B.使磁场的磁感应强度B增加
C.改变粒子带电性质
D.使两板间电压U增加