时间:2018-10-02 04:09:09
1、选择题 真空中有一长是宽2倍的矩形区域PMNQ,该区域中有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)从左侧PQ边中点O垂直于电场和磁场的方向射入,恰能沿直线从MN边的中点射出,电场和磁场的方向如图所示。现只撤去磁场,粒子恰从N点射出;若只撤去电场,则此粒子将?(?)
A.从P、M之间的某点射出
B.从P点射出
C.从M、之间的某点射出
D.从M点射出
参考答案:B
本题解析:电场和磁场同时存在时,粒子沿直线运动,故有。撤去磁场后,粒子恰从N点射出,在竖直方向上有
,
。只撤去电场时:
由以上各式可得:
,即粒子在磁场中运动的半径为
,粒子从P点射出。
本题难度:简单
2、简答题 )如图所示,AB为一水平放置的绝缘平板,虚线L右边存在着垂直纸面向里的匀强磁场B。从t=0时刻起再在虚线L右边加一水平向左的电场,电场强度E随时间t的变化规律是E=Kt。平板上有一质量为m、带电量为q的物体。物体与平板的动摩擦因素为μ。某时刻以速度从虚线左边进入磁场,进入磁场后正好作匀加速运动。(不考虑电场变化对磁场的影响)
(1)物体带何种电荷?
(2)物体运动的加速度a是多大?
(3)物体刚进入磁场时电场强度是多大?
参考答案:(1)负电荷 ?(2) a=?(3)
本题解析:⑴负电荷?
⑵刚进入磁场瞬间,由牛顿第二定律得:F合 = qkt-μ(mg + Bqv)=ma?①?、
进入磁场△t瞬间,由牛顿第二定律得:F′合 = qk(t+△t)-μmg-μBq(+a△t)=ma?②
解①②得:a=?
⑶?③式代入①式得:t=+
+
?④?
E=kt=?⑤
本题难度:一般
3、计算题 如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右。Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2.0T、B2=4.0T。三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2=d3=6.25m,一质量m=1.0×10-8kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计。求:
(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v;
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t;
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α。
参考答案:解:(1)粒子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有qEd1=
解得v=4.0×103m/s
(2)设粒子在磁场B1中做匀速圆周运动的半径为r,则qvB1=
解得r=12.5m
设在Ⅱ区内圆周运动的圆心角为θ,则
解得θ=30°
粒子在Ⅱ区运动周期
粒子在Ⅱ区运动时间t=
解得t==1.6×10-3 s
(3)设粒子在Ⅲ区做圆周运动道半径为R,则qvB2=
解得R=6.25m
粒子运动轨迹如图所示,由几何关系可知为等边三角形
粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α=60°
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如图11所示,虚线间空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场,有一个带正电小球(电量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场:(?)
参考答案:CD
本题解析:对A情况带电小球进入复合后,若小球所受的洛沦兹力f等于电场力F,由于重力做正功,最终小球要发生偏转,若f≠F,则小球一进入复合场就发生偏转;对B情况带电小球一进入复合场立即偏转;对C情况小球一进入复合场后小球所受G、f、F的合力为零,因此小球可能做匀速直线运动;对D情况,小球进入复合场后一定做直线运动,因此答案选C、D。
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,在y﹥0的空间存在沿y轴正方向的匀强电场;在y﹤0的空间存在垂直xOy平面向里的匀强磁场。一个带负电的粒子(质量为m,电荷量为q,不计重力),从y轴上P(0,b)点平行于x轴的初速度v0射入电场,经过x轴上的N(2b,0)点。
求:(1)粒子经过N点时的速度大小和方向。
(2)已知粒子进入磁场后恰好通过坐标原点O,则粒子在磁场中运动的时间为多少?
参考答案:(1) x=v0t?(2) R=2b2
y=at2/2? qvB=mv2/R
vy=at=v0?B=mv/qR=mv0/qb
?v2=v20+v2y=2v0?t=3T/4=6□m/4qb=3□b/2v0
?方向与x轴正方向成450角
本题解析:缺图
本题难度:简单