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1、简答题 如图所示,有一对平行金属板,两板相距为0.05m.电压为10V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0=0.1T,方向与金属板面平行并垂直于纸面向里.图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B=
T,方向垂直于纸面向里.一正离子沿平行于金属板面,从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入圆形磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角θ=,不计离子重力.求:
(1)离子速度v的大小;
(2)离子的比荷;
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.

参考答案:(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动,洛仑兹力与电场力相等,即:
B0qv=qE0,
E0=Ud
解得:v=2000m/s
(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有:
Bqv=mv2r
由几何关系有:tanθ2=Rr
离子的比荷为:qm=2×104C/kg
(3)弧CF对应圆心角为θ,离子在圆形磁场区域中运动时间t,
t=θ2π?T
T=2πmqB
解得:t=θB0RdUtanθ2=
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,在平面直角坐标系的第二和第三象限区域内有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内存在一水平方向的半径r=
m的圆形匀强磁场,圆心O′坐标为(2
,-6),磁感应强度B=0.02 T,磁场方向垂直坐标轴向里。坐标(-2,
)处有一粒子发射源,水平发射一质量m=2.0×10-11 kg、带电荷量q=1.0×10-5 C的正电荷,初速度为v0=1.0×104 m/s,粒子从O点射入第四象限,且在O点时速度方向指向O′,不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)带电粒子再次经过x轴的位置;
(3)带电粒子在第四象限运动的时间。

参考答案:解:(1)带电粒子在匀强电场做类平抛运动,x=v0t,y=
at2,a=
联立解得E=100
N/C
(2)在O点把速度分解可得vy=
v0,v=2v0
粒子射入磁场有Bvq=m
,得R=2 m
作出粒子的运动轨迹如图所示,可得∠OO′C=60°,所以带电粒子再次经过x轴的位置为OC=4
m

(3)粒子在磁场运动的时间t1=
10-4 s
粒子在第四象限做匀速直线运动所用的时间为t2=
=3
×10-4 s
所以带电粒子在第四象限运动的时间为t=t1+t2=
×10-4 s
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里,有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场中

[? ]
A.运动时间越长,其轨迹对应的圆心角越大
B.运动时间越长,其轨迹越长
C.运动时间越短,射出磁场区域时速度越小
D.运动时间越短,射出磁场区域时速度的偏向角越小
参考答案:AD
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点。大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场。不计粒子重力。从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间,与从d点和e点离开的粒子相比较

A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长
B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长
C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间
D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间
参考答案:AD
本题解析:略
本题难度:一般
5、计算题
如图所示,倾角为30°的粗糙斜面的底端有一小车,车内有一根垂直小车底面的细直管,车与斜面间的动摩擦因数
,在斜面底端的竖直线上,有一可以上下移动的发射枪,能够沿水平方向发射不同速度的带正电的小球,其电量与质量之比
,计算时取
,在竖直线与斜面之间有垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,小球在运动过程中重力和电场力始终平衡。当小车以v0=7.2m/s的初速度从斜面底端上滑至2.7m的A处时,小球恰好落入管中且与管壁无碰撞, 此时小球的速率是小车速率的两倍。取g=10m/s2。求:
(1)小车开始上滑到经过A处所用的时间;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小。

参考答案:解:(1)当小车上滑时,
①
上滑至A处时,
②
得
s ③
此时
m/s ④
m ⑤
当小车下滑时,
⑥
?⑦
由⑤⑥⑦得:
s ⑧
此时
m/s
从开始上滑到下滑经过A处的时间
?⑨
(2)上滑经过A点时:? 
m/s
由题意知
m/s ⑩
由几何关系得
m ⑾
又
?⑿
由⑩⑾⑿得
T ⒀
下滑经过A处时:? 
m/s
则
m/s ⒁
由几何关系得
⒂
由⑿⒁⒂得
⒃
本题解析:
本题难度:困难