时间:2019-03-15 17:57:45
1、填空题 如图所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成、空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点间的电势差为E，就可以知道管中流体的流量q――单位时间内流过管道横截面的流体的体积。已知管的直径为d，磁感应强度为B，则q与E关系的表达式为?假定管中各处液体的流速相同。
参考答案：
本题解析：E=Bdv,流量q=
，可求出两者关系为q=
本题难度：简单
2、计算题 如图一个质量为m、电量为e的静止质子，经电压为U的电场加速后，射入与其运动方向一致的磁感应强度为B的匀强磁场MN区域内。在MN内有n块互成直角、长为L的硬质塑料板（不导电，宽度很窄，厚度不计）。
（1）求质子进入磁场时的速度v0；
（2）若质子进入磁场后与每块塑料板碰撞后均没有能量损失且满足反射原理，求质子穿过磁场区域所需的时间t。 
参考答案：解：（1）根据动能定理：
，得
（2）质子打到第一块板上后速度与原速度方向垂直，由于没有能量损失，仍以大小为v0的速度垂直磁场方向，以半径R在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，转动一周后打到第一块板的下部。由于不计板的厚度，所以质子从第一次打到板后到第二次打到板运动时间为质子磁偏转周期T
根据牛二定律
和运动学
，得
质子在磁场中共碰到n块板，做圆周运动所需要时间为t2=nT
质子进入磁场中，在v0方向的总位移
时间为
则
本题解析：
本题难度：困难
3、选择题 如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，下列判断正确的是 
[? ]
A．如果粒子回到MN上时速度增大，则该空间存在的场一定是电场
B．如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的场可能是电场
C．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成的锐角夹角不变，则该空间存在的场 一定是磁场
D．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上所甩的时间不变，则该空间存在的场一定是磁场
参考答案：ABD
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，水平地面上方矩形虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈l和Ⅱ分别用同样的导线绕制而成，其中I是边长为L的正方形，Ⅱ是长2L、宽L的矩形．将两线圈从图示位置同时由静止释放。线圈下边进入磁场时，I立即做一段时间的匀速运动．已知两线圈在整个运动过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力．则
A．下边进入磁场时，Ⅱ也立即做一段时问的匀速运动
B．从下边进入磁场开始的一段时间内．线圈Ⅱ做加速度不断减小的加速运动
C．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的减速运动
D．线圈Ⅱ先到达地面
参考答案：C
本题解析：：线圈下边进入磁场时，I立即做一段时间的匀速运动．Ⅱ中产生的感应电流是I的2倍，受到的安培力是I的2倍，但是Ⅱ的重力只是I的3 /2倍，所以线圈Ⅱ立即做加速度不断减小的减速运动，选项AB错误C正确；线圈Ⅱ后到达地面，选项D错误。
本题难度：一般
5、计算题 （20分）对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
（1）求加速电场的电压U；
（2）求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M；
（3）实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，
应小于多少？（结果用百分数表示，保留两位有效数字）
参考答案：（1）
（2）
（3）0.63%
本题解析：解：（1）设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得：
qU = 
mv2
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
qvB= 
解得：U = 
（2）设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量Q = It
Q = Nq
M =" Nm" = 
（3）由以上分析可得：R = 
设m/为铀238离子质量，由于电压在U±ΔU之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为：Rmax = 
铀238离子在磁场中最小半径为：Rmin = 
这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为：Rmax<Rmin
即：<
得：
<
<
其中铀235离子的质量m = 235u（u为原子质量单位），铀238离子的质量m，= 238u
则：<
解得：<0.63%
本题难度：一般