时间:2018-03-18 09:50:45
1、选择题 电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是（?）
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过高，电子速率偏大
C．偏转线圈电流增大，偏转磁场增强
D．偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
参考答案：BD
本题解析：由动能定理得到电子获得的速度与加速电压的关系．电子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得到半径与速度的关系，联立得到半径与加速的电压的关系．根据几何知识分析得知，要使电子束偏转回到P点，要减小电子经过磁场后的偏转角度，由电子的轨迹半径与磁场半径的关系分析所采用的方法．
解：电子在加速电场中：根据动能定理得qU=
mv2，得到v=
，电子进入磁场过程：由evB=m
得，电子的轨迹半径为r=
=
，设磁场的半径为R，电子经过磁场后速度的偏向角为θ，根据几何知识得：tan
本题考查带电粒子的加速过程，根据动能定理求粒子得到的速度，带电粒子在磁场中根据牛顿第二定律求半径，由几何知识分析偏转角度，都是基本的思路．
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是
[? ]
A．始终做匀速运动
B．开始做减速运动，最后静止于杆上
C．先做加速运动，最后做匀速运动
D．先做减速运动，最后做匀速运动
参考答案：ABD
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是(? )
A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动
B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动
C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动
D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动
参考答案：选C.
本题解析：由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与电子的运动方向平行，则电子在磁场中不受洛伦兹力，电子重力又不计，则电子做匀速直线运动．
本题难度：简单
4、计算题 如图甲是质谱仪的工作原理示意图．图中的A容器中的正离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，离子最终到达MN上的H点(图中未画出)，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计。试求：
（1）该粒子的比荷
（2）若偏转磁场为半径为的圆形区域，且与MN相切于G点，如图乙所示，其它条件不变，仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场，最终仍然到达MN上的H点，则圆形区域中磁场的磁感应强度与B之比为多少?
参考答案：（1）
（2）3:2
本题解析：1）设离子被加速后获得的速度为v，由动能定理有
离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径?
?
又
以上三式联立可解得?
（2）离子在磁场中得轨迹如图所示，由几何关系有
即?
离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为
则
又?
磁感应强度
本题难度：一般
5、简答题 如图所示，一固定绝缘且足够长的斜面倾角为37°，与斜面同一空间足够大的范围内存在水平方向的匀强电场，场强大小与方向均未知。一质量为m=1kg，带电量q=0.5C的带电滑块从斜面顶端由静止出发，经过时间t=2s，发生位移s=15m，已知滑块与斜面间的动摩擦因素μ=0.5。在第2s末，加上方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B=0.4T的匀强磁场，滑块在斜面上继续滑行L=10m的距离后恰好离开斜面。（重力加速度g=10m/s2）
（1）试说明该带电滑块所带电荷的性质及滑块在斜面上的运动情况，要求说明理由；
（2）计算说明匀强电场的场强大小和方向。
（3）滑块在斜面上运动过程中，系统产生的内能。
参考答案：（1）见解析（2）E=-10N/C,负号表明，水平向右。（3）
本题解析：（1）依题意，滑块在加上磁场后的运动过程中能离开斜面，说明其所受的洛仑兹力方向垂直于斜面向上，由左手定则判断出该滑块带正电；（3分）
滑块的运动情况：由运动开始到第2s末，滑块受重力、电场力（方向可能水平向左，也可能水平向右）、支持力、摩擦力作用下，做初速度为零的匀变速直线运动；（1分）
从第2s末开始，滑块还受一个垂直于斜面向上的洛仑兹力作用，随着斜面对其支持力的不断减小，摩擦力也随之不断减小，所以滑块做加速度增大的加速运动，继续滑行10m后离开斜面。（1分）
（2）设匀强电场的场强为E，方向水平向左（如图所示）
以滑块为研究对象，其受力分析如图所示
由匀变速直线运动规律有：
?①
解得加速度
?（2分）
建立如图所示直角坐标系，根据滑块的运动状态有：
，即
?②（1分）
，即
?③（1分）
又
?④（1分）
联立以上各式代数求解得：E=-10N/C,负号表明，电场强度实际方向与假设方向相反，即水平向右。（2分）
（3）滑块恰好离开斜面的临界条件为：斜面对滑块的支持力恰好为零，即洛仑兹力恰好与重力沿与斜面垂直方向的分力及电场力沿斜面垂直方向的分力矢量和为零。设离开斜面时滑块的速率为
，则有：
?⑥?
解得：
?（2分）
小球从开始运动到离开斜面这一过程中，重力做正功，设其为
，则
?⑦?（1分）
电场力做正功，设其为
，则
?⑧?（2分）
洛仑兹力不做功。
摩擦力做负功，所做的功全部转化为系统的内能，设其为Q。由动能定理有：
?⑨?（2分）
联立以上四式求解得：
?（1分）
说明：用其它方法计算，只要正确，同样给分。
本题难度：一般