时间:2017-08-22 02:57:39
1、选择题 如图所示，实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中错误的是
[? ]
A．液滴一定做匀变速直线运动
B．液滴一定带正电
C．电场线方向一定斜向上
D．液滴一定做匀速直线运动
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，在平行金属板A、B间分布着正交的匀强电场和磁场，磁感应强度垂直纸面向里，一个质子以初速度v0垂直于电磁场沿OO′入射，恰能沿OO′运动，则（ ）
A．A的电势高于B板的电势
B．电子以初速度v0垂直于电磁场沿OO′从左端入射，仍沿OO′作直线运动
C．
参考答案：A、由左手定则判断得知质子所受的洛伦兹力方向向上，质子做直线运动，所受的电场力方向应向下，故A的电势高于B板的电势．故A正确．
B、C对于质子，由平衡条件得：qv0B=qE，则得v0B=E，可见此式与带电粒子的质量、电荷量、电性无关，所以当电子和?42He也以初速度v0垂直于电磁场沿OO′从左端入射，洛伦兹力与电场力也平衡，也沿OO′作直线运动，故BC正确．
D、当?42He以初速度v0垂直于电磁场沿OO′从右端入射，洛伦兹力方向向下，电场力方向也向下，它将向下偏转，不可能沿OO′作直线运动．故D错误．
故选ABC
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 正方形导线框abcd，匝数为10匝，边长为20cm，在磁感强度为0.2T的匀强磁场中围绕与B方向垂直的转轴匀速转动，转速为120 r／min。当线框从平行于磁场位置开始转过90°时，线圈中磁通量的变化量是____wb，平均感应电动势为____V。
参考答案：0.008.? 0.64
本题解析：当线框从平行于磁场位置开始转过90°时，线圈中磁通量的变化量是
wb，平均感应电动势
故答案为：0.008? 0.64
本题难度：简单
4、计算题 水平放置的平行金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场（如图a所示，垂直纸面向里为正），磁感应强度B0=100T.已知两板间距离d=0.3m，电场强度E=50V/m， M板上有一小孔P，在P正上方h=5cm处的O点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，最后落在N板上的Q点如图b所示.如果油滴的质量m=
，带电量|q|
.求
（1）在P点的速度V为多少？
（2）若油滴在t=0时刻进入两板间，最后恰好垂直向下落在N板上的Q点.试求油滴的电性及交变磁场的变化周期T.（3）Q、O两点的水平距离.（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）
?
参考答案：油滴自由下落，进入两板间电、磁场时的初速为
……①
(2分)
（2）由受力分析可知油滴带正电(2分)
油滴进入电、磁场后，受力情况如图所示，
重力 
……②
电场力 
?……③(2分)带电油滴进
入两极板间，受电场力与重力平衡，在磁场力的作用下，它做匀速圆周运动。设圆周半径为R，若恰
好垂直落在N板上的Q点，则
?……④?
……⑤解得?
?(2分)
又已知d=0.3m，如图所示，由几何关系得d="6R"
∴交变磁场周期 
(2分)
（3）设O、Q两点的水平距离为x，如图所示，由几何关系得x="6R=0.3m" (2分)
本题解析：略
本题难度：一般
5、计算题 （15分）如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u，金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场，板长L=0.2m，板间距离d=0.1m，在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场，MN与两板中线OO′ 垂直，磁感应强度 B=5×10－3T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的比荷
=108C/kg，重力忽略不计，在0-0.8×10－5s时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0.2×10－5s时刻经极板边缘射入磁场。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）。
求：
（1）求两板间的电压U0
（2）0-0.2×10－5s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出，求磁场的最大宽度
（3）若以MN与两板中线OO′ 垂直的交点为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向上为y轴建立二维坐标系，请写出在0.3×10－5s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场（此时，磁场只有左边界，没有右边界）时的位置坐标。
（4）两板间电压为0，请设计一种方案：让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO′射入，经过右边的待设计的磁场区域后，带电粒子又返回粒子源。
参考答案：（1）250 V/m（2）0.2 m（3）若向上偏转：进入坐标为 (? 0? ;? 0.0125 ) (m)
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.4125 ) (m)?若向下偏转：进入坐标为 (? 0? ;? - 0.0125 ) (m)?离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.3875) (m)?（4）见解析
本题解析：(1) （3分）电荷在电场中作类平抛运动?
d/2=at2/2 （1分）? a="d/" t2=2.5×1010 ?(m/s2)
Eq="ma?" （1分） E=ma/q=2.5×1010/108 ="250" (V/m)
U0="Ed=250×0.1=25" (V)?（1分）
(2) （3分） 在0---0.2×10-5S时间内, 0.2×10-5S时刻射入两板间的带电粒子进入磁场并能够从磁场右边界射出,则其他粒子也都能从磁场的右边界射出。粒子进入磁场作匀速圆周运动，则：
Bqv=mv2/R1? R1=mv0/Bq?（1分）
由第一问可知：v0=L/t=0.2/0.2×10-5 =105 (m/s)?（1分）
R1=105/5×10-3×108="0.2" (m)?
磁场的最大宽度为? D=R1=0.2 (m)?（1分）
(3) （7分） 0.3×10-5S时刻进入的粒子先做匀速直线运动,再做类平抛运动. 类平抛运动时间应为t=0.1×10-5S .
若向上偏转,根据平抛运动公式得: y1=
at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2="0.0125" (m) （1分）
进入坐标为 (? 0? ;? 0.0125 ) (m)?（1分）
进入磁场作匀速圆周运动,? R2="mv/Bq"
离开磁场时的坐标 y2=y1+2R2cosθ=y1+2 mv0/Bq
y2=0.0125+2×105/5×10-3×108="0.4125" (m)（1分）
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.4125 ) (m)?（1分）
若向下偏转,根据平抛运动公式得: y1=
at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2="0.0125" (m)
进入坐标为 (? 0? ;? - 0.0125 ) (m)?（1分）
进入磁场作匀速圆周运动,? R2="mv/Bq"
离开磁场时的坐标 y2= 2R2cosθ- y1=" 2" mv0/Bq- y1
y2=2×105/5×10-3×108-0.0125="0.3875(m)" （1分）
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.3875) (m) （1分）
(4) （2分）(只要合理均给分)
本题难度：一般