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1、选择题 如右图所示,在某一真空中,只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,恰能沿图示虚线由A向B做直线运动.那么( )

A.微粒带正、负电荷都有可能
B.微粒做匀减速直线运动
C.微粒做匀速直线运动
D.微粒做匀加速直线运动
参考答案:B
本题解析:带点小球做直线运动,所以所受合力方向与运动方向在同一直线上,如果电场力水平向右,如下图左所示,则两力的合力不可能沿虚线方向;故电场力只能水平向左,如下右图所示,则两力的合力可沿虚线方向.
?
?
A、因粒子恰能沿图示虚线由A向B做直线运动,则其合外力一定与
方向在同一直线上,可得粒子受水平向左的电场力,可知粒子带负电;错误
BCD、重力与电场力的合力与
方向相反,则微粒做匀减速直线运动;CD错误B正确
故选B
点评:本题关键带电微粒做直线运动,所以所受合力方向与运动方向在同一直线上,由微粒受力方向与场强方向相反,可得微粒带负电,由合力与速度方向相反的微粒做匀减速运动。
本题难度:一般
2、选择题 为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是

[? ]
A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高
B.若污水中负离子较多,则前表面比后表面电势高
C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大
D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,P、Q是相距为d的水平放置的两平行金属板,P、Q间有垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场,M、N是竖直放置的两平行金属板,用导线将P与M相连、Q与N相连,X是平行于M和N的竖直绝缘挡板,Y是平行于M和N的荧光屏,X、M、N、Y的中间各有一个小孔,所有小孔在同一水平轴线上,荧光屏的右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场,现有大量的正、负粒子(电荷量的大小均为q,质量均为m)不断地以相同的速度垂直于磁场水平向右射入金属板P、Q之间,忽略电场的边缘效应,不计粒子的重力和粒子之间相互作用。
(1)若在荧光屏Y上只有一个亮点,则粒子的初速度v0必须满足什么条件;
(2)若粒子以初速度v射入B1磁场,且在荧光屏上出现两个亮点,则正、负两种粒子形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比是多少?

参考答案:解:(1)由于带电粒子偏转,P、Q极板上将带上电荷,设电压为U,则极板M、N间的电压也为U,当带电粒子在P、Q极板间做匀速运动时
有
若在荧光屏Y上只有一个亮点,则负电荷不能通过极板M、N
满足
解得
(2)若荧光屏上有两个亮点,则
在此条件下,由
得U1=dB1v
对正电荷,设到达B2中后速度为v1,则
设做圆周运动的半径为R1,则
解得
对负电荷,设到达B2中后速度为v2,则
设做圆周运动的半径为R2,则
解得
所以正、负两种电荷形成的亮点到荧光屏上小孔的距离之比为

本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz(y轴正方向竖直向上),如图所示。已知电场方向沿y轴正方向,场强大小为E;磁场方向沿z轴正方向,磁感应强度的大小为B;重力加速度为g。一质量为m、带电量为+q的带电微粒从原点以速度v出发。关于它在这一空间的运动的说法正确的是

[? ]
A. 一定能沿x轴做匀速运动
B. 一定沿y轴做匀速运动
C. 可能沿y轴做匀速运动
D. 可能沿z轴做匀速运动
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 (9分)如图所示,在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域。磁场的磁感应强度为B,方向水平并垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v的匀速圆周运动,重力加速度为g。
(1)求此区域内电场强度的大小和方向。
(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时,速度与水平方向的夹角为60°,且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。
(3)当带电微粒运动至最高点时,将电场强度的大小变为原来的1/2(不计电场变化对原磁场的影响),且带电微粒能落至地面,求带电微粒落至地面时的速度大小。
参考答案:(1)(E=mg/q(2)
(3)
本题解析:(1)由于带电微粒可以在电场、磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做匀速圆周运动,表明带电微粒所受的电场力和重力大小相等、方向相反。
因此电场强度的方向竖直向上 ……………………………………………… 1分
设电场强度为E,则有mg=qE,即E=mg/q………………………………?2分
(2)设带电微粒做匀速圆周运动的轨道半径为R,根据牛顿第二定律和洛仑兹力公式有?qvB=mv2/R,?解得R=
……………………………………2分
依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨迹,由如图所示的几何关系可知,该微粒运动最高点与水平地面间的距离


hm=
=?
?……………………………………………………1分
(3)将电场强度的大小变为原来的
,则电场力变为原来的
,即F电=
mg
带电微粒运动过程中,洛仑兹力不做功,所以在它从最高点运动至地面的过程中,只有重力和电场力做功。设带电微粒落地时的速度大小为vt,
根据动能定理有?mghm-F电hm=
mvt2-
mv2…………………2分
解得:vt=
?………………………………………………1分
点评:做此类问题需要先画出粒子的运动轨迹,结合几何知识,求出半径关系
本题难度:一般