时间:2017-11-10 07:54:01
1、计算题 （15分）如图甲所示，圆形导线框中磁场B1的大小随时间
周期性变化，使平行金属板M、N间获得如图乙的周期性变化的电压。M、N中心的小孔P、Q的连线与金属板垂直，N板右侧匀强磁场（磁感应强度为B2）的区域足够大。绝缘档板C垂直N板放置，距小孔Q点的距离为h。现使置于P处的粒子源持续不断地沿PQ方向释放出质量为m、电量为q的带正电粒子（其重力、初速度、相互间作用力忽略不计）。
（1）在0～
时间内，B1大小按
的规律增大，此时M板电势比N板高，请判断此时B1的方向。试求，圆形导线框的面积S多大才能使M、N间电压大小为U？
（2）若其中某一带电粒子从Q孔射入磁场B2后打到C板上，测得其落点距N板距离为2h，则该粒子从Q孔射入磁场B2时的速度多大？
（3）若M、N两板间距d满足以下关系式：
，则在什么时刻由P处释放的粒子恰能到达Q孔但不会从Q孔射入磁场？结果用周期T的函数表示。
参考答案：（1）
?（2）
（3）
（n=0、1、2、、、、、）
本题解析：（1）由楞次定律可知，B1垂直直面向里
根据法拉第电磁感应定律
，得：
（2）设粒子从Q点射入磁场时速度为v粒子做圆周运动的半径为R，则
，又
解得：
（3）设此粒子加速的时间为t0，则由运动的对称性得：
，
解得
即此粒子释放的时刻
此后粒子反向加速的时间
由于
，则粒子反向运动时一定会从P点射出电场
因而此粒子释放的时刻为（n=0、1、2、、、、、）
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场，对该带电粒子进入磁场后的运动情况，以下判断正确的是
[? ]
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
3、简答题 ?如图10-20所示，一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块，当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块，从后表面垂直穿出时，在铜块上、下两面之间产生电势差，若铜块前、后两面间距为d，上、下两面间距为l。铜块单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，求铜板上
、下两面之间的电势差U为多少？
参考答案：
本题解析：铜块的电流的方向向右，铜块内的自由电子的定向移动的方向向左。用左手定则判断：四指指向电子运动的反方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向为自由电子的受力方向。图10-21为自由电子受力的示意图。
随着自由电子在上极板的聚集，在上、下极板之间形成一个“下正上负”的电场，这个电场对自由电子产生作用力，作用力方向与自由电子刚进入磁场时所受的洛仑兹力方向相反。当电场强度增加到使电场力与洛仑兹力平衡时，自由电子不再向上表面移动。在铜块的上、下表面形成一个稳定的电势差U。研究电流中的某一个自由电子，其带电量为e，根据牛顿第二定律有
由电流的微观表达式I=neSv=nedlv。
【评析】
本题的特点是物理模型隐蔽。按照一部分同学的理解，这就是一道安培力的题目，以为伸手就可以判断安培力的方向。仔细分析电荷在上、下两个表面的聚集的原因，才发现是定向移动的电荷受到洛仑兹力的结果。因此，深入分析题目中所叙述的物理过程，挖出隐含条件，方能有正确的思路。
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，边界MN上方存在区域足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场。有两个质量和电荷量均相同的正、负离子，从O点以相同的速率射入磁场中，射入方向与边界成θ=600角。若不计重力。则
A．正离子、负离子在磁场中运动时间相等
B．正离子在磁场中运动时间是负离子的2倍
C．正离子在磁场中运动时间是负离子的3倍
D．正负离子在磁场中运动轨道半径相等
参考答案：BD
本题解析：由左手定则可知道正离子向左偏转，在磁场中运动轨迹所对的圆心角为240°，则在磁场中运动时间为
，负离子在磁场中向右偏转，运动轨迹所对的圆心角为120°，在磁场中运动时间为
，正离子、负离子在磁场中运动时间不相等，AC错，B对；
因为正负离子质量和电荷量均相同所以在磁场中运动半径相等，D对，故选BD
点评：本题难度中等，本题中要明确粒子的电性不同偏转方向的不同，根据粒子的偏转大致画出粒子的偏转轨迹，所对应的圆心角决定运动时间
本题难度：一般
5、选择题 在北半球，地磁场磁感应强度的一个分量竖直向下（以“×”表示）．如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向，那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将向哪个方向偏转（ ）
A．不偏转
B．向东
C．向西
D．无法判断
参考答案：由图示可知，磁场垂直于纸面向里，粒子带负电，由左手定则可知，粒子的速度方向竖直向上，所受洛伦兹力水平向右，即向东．故B正确，ACD错误；
故选：B
本题解析：
本题难度：简单