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1、选择题 如右图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又恰好都不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是

A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
C.A、B两粒子的
之比是
D.A、B两粒子的
之比是
参考答案:D
本题解析:有几何关系的
,所以两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比
,由
,可得q/m之比与半径之比成反比,所以选D。
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,水平绝缘地面上有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直挡板AC,板高h=9cm,与A端等高处有一水平放置的篮筐,圆形筐口的圆心M离挡板的距离L=3m,AC左端及A端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T;现有一质量m=1×10-3kg、电量q=-1×10-3C、直径略小于小孔宽度的带电小球(视为质点),以某一速度从C端水平射入场中做匀速圆周运动.若球可直接从M点落入筐中,也可与AC相碰后从M点落入筐中,且假设球与AC相碰后以原速率沿碰前速度的反方向弹回弹回,碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,忽略小球运动对电场、磁场的影响.(g=10m/s2,sin53°=0.8),求:
(1)电场强度的大小与方向;
(2)小球运动的最大速率;
(3)若小球与AC碰撞1次后从M点落入筐中,求小球在电场和磁场共存的区域运动的时间(结果中可保留π).

参考答案:(1)因小球在复合场中做匀速圆运动,故有 qE=mg
代入数据解得:E=mgq=1×10-3×101×10-3N/C=10N/C
场强方向竖直向下.
(2)由洛伦兹力提供向心力,有:qvB=mv2R,得:R=mvqB
由上可知,R最大时,小球运动的速率最大,如图所示,利用几何知识有:
(h-Rm)2+L2=R2m
解得:Rm=5m
则最大速率 vm=qBRmm=1×10-3×1×51×10-3m/s=5m/s;
(3)因为粒子的速度方向与半径方向垂直,所以圆心必在AC所在的竖直线上,如图所示.
有 R≥s=3m
小球与AC碰撞1次,有:(3R-h)2+L2=R2
解得:R1=3m,R2=3.75m
周期 T=2πmqB=2π×1×10-31×10-3×1s=2π s
①当R1=3m时,小球运动轨迹对应的圆心角 θ=2π+π4=9π4
运动时间为 t1=θ2πT=9π4s
②当R2=3.75m时,sinα=LR2=33.75=0.8,α=53°
小球运动对应的圆心角 θ=180°+360°-53°=487°
运动时间为 t2=487°360°T=487π180s≈2.7πs
答:
(1)电场强度的大小为10N/C,场强方向竖直向下.
(2)小球运动的最大速率为5m/s.
(3)小球在电场和磁场共存的区域运动的时间为9π4 s或2.7πs.

本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( ? )

A.a粒子速率最大,在磁场中运动时间最长
B.c粒子速率最大,在磁场中运动时间最短
C.a粒子速率最小,在磁场中运动时间最短
D.c粒子速率最小,在磁场中运动时间最短
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 云雾室置于磁场中,一粒子经过云雾室,得知其所带电荷的正负是根据( ? )
A.径迹的粗细
B.径迹的长短
C.径迹弯曲的方向
D.所产生离子的多少
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 (4分)如图所示,矩形区域宽度为l,其内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子以初速度v0垂直左边界射入,飞出磁场时偏离原方向300.若撤去原来的磁场,在此区域内加一个电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场(图中未画出),带电粒子仍以原来的初速度入射.不计粒子的重力,求:

(1)带电粒子在磁场中的运动半径;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间;
(3)带电粒子飞出电场后的偏转角.
参考答案:(1)2l?(2)
?(3)
本题解析:(1)如图,设半径为R,由几何关系可得:
求得:R=2l

(2)由
得:
?得:
(3)粒子做平抛运动,设偏转角为θ
水平方向匀速
竖直方向匀加速 加速度
?竖直分速度

本题难度:一般