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1、选择题 如图所示,一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬线烧断,则小球在电场中将作:
A.自由落体运动
B.曲线运动
C.沿着悬线的延长线作匀加速直线运动
D.变加速直线运动
参考答案:C
本题解析:绳子烧断之前小球处于静止状态,对小球受力分析由平衡条件可知:重力和电场力的合力方向沿绳子的延长线方向,剪断绳子后,小球受重力和电场力,由于两者均为恒力,其合力也为恒力,小球从静止开始在合力的作用下做匀加速直线运动,故选项C正确.
本题难度:一般
2、计算题 钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子。设该粒子的质量为、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极和间电场时,其速度为,经电场加速后,沿方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,垂直平板电极,当粒子从点离开磁场时,其速度方向与方位的夹角,如图所示,整个装置处于真空中。
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用时间。
参考答案:(1)(2)(3)
本题解析:(1)钍核衰变方程?①? 3分
(2)设粒子离开电场时速度为,对加速过程有
?②? 2分
粒子在磁场中有?③? 2分
由②、③得?④? 1分
(3)粒子做圆周运动的回旋周期
?⑤? 1分
粒子在磁场中运动时间?⑥
由⑤、⑥得? 3分
点评:带电粒子在磁场中的运动问题一般步骤为:画轨迹,定圆心,求半径;
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,曲线AB为空间中一个电子的运动轨迹,那么该空间中(?)
A.可能存在沿x轴正方向的电场
B.可能存在沿y轴正方向的电场
C.可能存在垂直于纸面向里的磁场
D.可能存在垂直于纸面向外的磁场
参考答案:BC
本题解析:电子所受合力大致指向轨迹弯曲的方向。
A、电场方向沿x轴正向,则电场力沿x轴负向,则不可能。故A错误。
B、电场的方向沿y轴正向,则电子所受电场力方向沿y轴负向,指向轨迹的弯曲方向。故B正确。
C、磁场的方向垂直纸面向里,则洛伦兹力方向偏向右,指向轨迹弯曲的方向。故C正确。
D、磁场方向垂直纸面向外,则洛伦兹力方向偏向右,背离轨迹弯曲的方向。故D错误。
故选BC。
本题难度:一般
4、计算题 (10分)从粒子源射出的带电粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0经过电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间的电场,并从O点沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平行板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图8-2-20所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t.
参考答案:(1) (2)
本题解析:(1)粒子进入平行板中的匀强电场,则电场力对其加速,利用动能定理则:
所以出电场的末速度为
根据洛伦兹力提供向心力有,即,带入则
(2)
根据粒子在磁场中的运动轨迹可知,在磁场中轨迹的圆心角为60°。即
点评:此类题型属于比较常规型的带电粒子在电场或者磁场中的运动问题。根据动能定理可以求出在电场中加速后的末速度。通过左手定则定圆心,画轨迹,从而根据几何知识判断出半径。
本题难度:简单
5、计算题 如图13-6-7所示,质量为0.2Kg的物体带电量为+4×10-4C,从半径为0.3m的光滑的1/4圆弧的绝缘滑轨上端静止下滑到底端,然后继续沿水平面滑动。物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4,整个装置处于E=103N/C的匀强电场中,求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离:(1)E水平向左;(2)E竖直向下。
参考答案:(1)0.4m? (2)0.75m
本题解析:略
本题难度:简单