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1、计算题 如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E,一质量为m,电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出,射出之后,第二次到达x轴时,它与点O的距离为L,求此粒子射出的速度v和运动的总路程s.(重力不计)
参考答案:圆周运动半径?
?1分
洛伦兹力提供圆周运动向心力?
?3分
解得?
?1分
电场中做匀变速直线运动?
?2分
?2分
解得?
?1分
运动的总路程?
?2分
本题解析:略
本题难度:简单
2、计算题 在xoy平面直角坐标系的第Ⅰ象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,如图所示,OA与y轴所夹区域存在y轴负方向的匀强电场,其它区域存在垂直坐标平面向外的匀强磁场;有一带正电粒子质量m,电量q,从y轴上的P点沿着x轴正方向以大小为v0的初速度射入电场,运动一段时间沿垂直于OA方向经过Q点进入磁场,经磁场偏转,过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场。已知OP = h,不计粒子的重力。

⑴ 求粒子垂直射线OA经过Q点的速度vQ;
⑵ 求匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值;
⑶ 粒子从M点垂直进入电场后,如果适当改变电场强度,可以使粒子再次垂直OA进入磁场,再适当改变磁场的强弱,可以使粒子再次从y轴正方向上某点垂直进入电场;如此不断改变电场和磁场,会使粒子每次都能从y轴正方向上某点垂直进入电场,再垂直OA方向进入磁场……,求粒子从P点开始经多长时间能够运动到O点?
参考答案:(1)
?(2)
?(3)
本题解析:⑴设垂直OA到达Q点的速度为
,将速度分解为水平方向的
和竖直方向的
,如图所示,则
,(1分)
(1分)
⑵做出粒子在磁场中的运动轨迹如图,根据几何知识可得出原点O即为轨迹圆的圆心,OQ为轨迹圆的半径,设为R。

在电场中的运动,由类平抛的知识可得:
,
,
可求得
(1分)
在磁场中的运动,由圆周运动的知识可得:
,
。?(1分)
所以
?(1分)
⑶设粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径为R1,在电场中运动的时间为t11,在磁场中运动的时间为t12,在电场、磁场中运动的总时间为t1,则有
,
,
?(1分)
又由
解得,
?(1分)
从而有?
?(1分)
由题意知,改变电场、磁场的强弱后,粒子重复前面的运动情况,又设粒子第二次在磁场中做圆周运动的半径为R2,在电场中运动的时间为t21,在磁场中运动的时间为t22,在电场、磁场中运动的总时间为t2,类似上面的求解,有
,
,
又由
解得,
,将此结果代入上式可得
?(1分)
…………
类推可知,粒子第n次在电场、磁场中运动的总时间?
?(1分)
所以粒子最终运动到O点的时间为
?(1分)
本题难度:一般
3、计算题 (14分)如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B ,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=600,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点且OQ间距是OC间距的2倍,不计粒子的重力,求:

(1)电场强度E的大小
(2)粒子从P运动到Q所用的时间 t
(3)粒子到达Q点时的动能EKQ
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)粒子在电场中做类平抛运动
? 1分
?1分
由题意知
,联立解得
? 1分
(2)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧(O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心):
∠PO1C=120°

设粒子在磁场中圆周运动的半径为r,
? 2分
有几何关系得r+rcos 60°= OC=x?O C="x=3r/2" ?2分
粒子在磁场中圆周运动的时间
? 1分
粒子在电场中类平抛运动 O Q=2x=3r? 1分
? 1分
粒子从P运动到Q所用时间
? 1分
(3)由动能定理:
? 2分
解得
?1分
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场线竖直向上,电场强度E=6×104伏/米,匀强磁场的磁感线未在图中画出.一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中,速度v=2×105米/秒.如要求带电粒子在虚线框空间做匀速直线运动,磁场中磁感线的方向是?,磁感应强度大小为?特。(粒子所受重力忽略不计) 
参考答案:垂直低面向外,0.3特
本题解析:带电粒子在复合场中做匀速直线运动,受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力,由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外,由
点评:难度较小,粒子在复合场中能够做匀速直线运动的条件是受力平衡,当电场力等于洛伦兹力时沿直线运动
本题难度:简单
5、计算题 在如图甲所示的平面直角坐标系xOy中,存在沿x方向按如图乙所示规律周期性变化的匀强电场,沿x轴正方向为正。沿垂直于xOy平面指向纸里的方向存在按如图丙所示规律周期性变化的匀强磁场。在图甲中坐标原点O处有带正电的粒子,从t=0时刻无初速度释放。已知粒子的质量m=5×10-10kg,电荷量q=1×10-6C,不计粒子的重力。求:
(1)t=0.25×10-3s时粒子的速度及位置;
(2)t=1×10-3s时粒子的位置坐标;
(3)t=8×10-3s时粒子的速度。



参考答案:解:(1)在第一个t0=0.25×10-3s内粒子的加速度a满足:qE=ma
末速度v1=at0=5m/s
沿x轴正向运动L1=
t0=6.25×10-4m
(2)在0.25×10-3~0.5×10-3s内粒子做匀速圆周运动

T=
=0.5 ×10-3s
故粒子在0.25×10-3s这段时间内运动了半个圆周
圆周运动的半径R1=
在0.5×10-3~0.75×10-3s内粒子沿x轴负向匀加速运动
末速度大小v2=v1+at0=2v1
位移大小L2=
t0=3L1
在0.75×10-3~1×10-3s内粒子做匀速圆周运动
R2=
=2R1
末位置坐标:x=-(L2-L1)=-1.25×10-3m
y=-(2R2-2R1)=-8 ×10-4m。
(3)粒子在8×10-3s内16次加速,每次速度增加v1,故:v=16v1,v=80m/s
方向沿x轴正向
本题解析:
本题难度:困难