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1、计算题 (12分)如图所示,在平面直角坐标系
中,第II象限和第I象限内各有一相同的圆形区域,两个区域的圆心坐标分别是
(图中未标出),图中M、N为两个圆形区域分别与x轴的切点,其中第Ⅱ象限内的圆形区域也与y轴相切;两个区域中都分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为
;在第I象限内还存在着一沿x轴负方向,左右均有理想边界的匀强电场,左边界为y轴,右边界与磁场B2边界相切,电场强度
;在第Ⅳ象限内有一沿x轴正方向的匀强电场E2,电场强度
;一带负电的粒子(不计重力)从M点射入磁场Bl中,速度大小为
,无论速度的方向如何(如图),粒子都能够在电场E1中做直线运动后进入磁场B2中,且都从N点飞出磁场进入第Ⅳ象限的电场中,已知粒子的比荷
.如果粒子在M点入射的速度方向与x轴垂直,试求:

(1)粒子的入射速度
;
(2)第I象限内磁场的磁感应强度值B2;
(3)粒子离开第Ⅳ象限时的位置P的坐标。
参考答案:(1)
(2)
(3)P(0, 2m)
本题解析:(1)可知粒子在磁场B1中圆周运动的半径
(1分)
洛仑兹力提供向心力:
(2分)
可得:
(1分)
(2)粒子在电场E1中:
(1分)
粒子在磁场B2中圆周运动的半径
(1分)
洛仑兹力提供向心力:
(1分)
可得:
(1分)
(3)粒子从N点垂直于x轴向下进入电场E2中,最终将从y轴飞出电场:
在电场E2中:
(1分)
(1分)
(1分)
解得:
粒子离开第IV象限时的位置P坐标:P(0, 2m) (1分)
考点:带电粒子在电磁场中的运动
本题难度:困难
2、计算题 质量为m,带电量为-q的微粒(重力不计),经过匀强电场中的A点时速度为v,方向与电场线垂直,运动到B点时速度大小为2v,如下图所示。已知A、B两点间的距离为d。求:

小题1:A、B两点的电势差;
小题2:电场强度的大小和方向。
参考答案:
小题1:
小题2:
,方向向左
本题解析:(1)根据动能定理可得:
?(3分)解得:
?(1分)
(2)由题意可知,带电微粒在电场中做类平抛运动,垂直电场方向上做匀速运动,y="vt" (1分)
沿电场方向做初速度为零的匀加速运动,
?(1分)
又x2+y2=d2(1分)
v2+(at)2=(2v)2(1分)
解得:
,方向向左 (2分)
本题难度:一般
3、选择题 一带电粒子(重力忽略)在正电荷的电场中运动的轨迹如图中曲线所示,则

A.粒子在A、B两点的速度VA>VB
B.粒子在A、B两点的所受的电场力FA>FB
C.粒子在A、B两点的动能EKA>EKB
D.粒子在A、C两点的电势能EPA>EPC
参考答案:AC
本题解析:在曲线运动中合外力的方向总是指向曲线的凹侧,所以该带电粒子受到的是斥力作用,从B点到A点电场力做正功,动能增大,所以A点速度较大,A对;距离点电荷越远场强越小,电场力越小,B错;同理C对;AC两点处在一条等势线上,所以A、C两点电势相同,带电粒子在两点的电势能相同,D错;
点评:本题为力与运动的关系,难度中等,首先根据运动轨迹判断电场力的方向是求解本题的突破口,要熟悉常见电场周围电场线和等势线的分布情况,知道电势能与电势的关系
本题难度:一般
4、选择题 带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中,沿图中虚线由a点运动到b点,a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb(ra>rb)9若不计重力,则在这一运动过程中(?)

A.电场力对粒子做负功
B.粒子在b点的电势能小于在a点的电势能
C.粒子在b点的动能大于在a点的动能
D.粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
参考答案:AD
本题解析:A:由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的,而粒子是向着电荷运动的,电场力一定对粒子做负功,故A正确.B、C:由上分析可知,电场力一定对粒子做负功,电势能增大,动能减小,则粒子在b点的电势能大于在a点的电势能,粒子在b点的动能小于在a点的动能.故BC错误.D:由于ra>rb,根据公式:F=k
,粒子在b点时受得电场力要大,加速度也就大,故D正确.
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A保持水平沿竖直方向做微小往复运动时,恰有一质量为m带负电荷的粒子(不计重力)以速度
沿垂直于电场方向射入平行板之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动,带电粒子始终不与极板相碰)
?
A.直线
B.正弦曲线
C.抛物线
D.向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线
参考答案:C
本题解析:电容器中间是匀强电场,
。电容器与电源断开后,电容器上的电荷量保持不变。由公式
、
带入场强公式可得,
,大小与板间距离无关,所以当正极板A保持水平沿竖直方向做微小往复运动时,板间场强不变,带电粒子做类平抛运动,轨迹是抛物线。
本题难度:一般