时间:2019-03-16 03:08:01
1、计算题 如图所示，在x-y-z三维坐标系的空间，在x轴上距离坐标原点x0=0.1m处，垂直于x轴放置一足够大的感光片。现有一带正电的微粒，所带电荷量q=1.6×10-16C，质量m=3.2×10-22kg，以初速度v0=1.0×104m/s从O点沿x轴正方向射入。不计微粒所受重力。
（1）若在x≥0空间加一沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小E=1.0×104V/m，求带电微粒打在感光片上的点到x轴的距离；
（2）若在该空间去掉电场，改加一沿y轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.1T，求带电微粒从O点运动到感光片的时间；
（3）若在该空间同时加沿y轴正方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度、磁场强度大小仍然分别是E=1.0×104V/m和B=0.1T，求带电微粒打在感光片上的位置坐标x、y、z分别为多少。
参考答案：（1）0.25m（2）1.05×10-5s（3）0.027m
本题解析：（1）设带电微粒在电场中运动时间为t1，打在感光片上的点到x轴的距离为y1，则
?（2分）
?（2分）
?（2分）
得：y1=0.25m ?（1分）
（2）设带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径为R，运动周期为T，从O点运动到感光片的时间为t2，运动轨迹如图所示，则
由
?得：
=0.2m（2分）
由
?得：
?（1分）
由
得：
（2分）
=1.05×10-5s （1分）
（3）带电粒子在匀强电、磁场中，沿y轴做匀加速直线运动，在垂直于y轴平面做匀速圆周运动。设带电粒子打在感光片点的坐标为（x、y、z），则
x=x0="0.10m" （2分）
="0.276m=0.28m" （2分）
z=R－Rcosθ=0.0268m=0.027m ?（2分）
本题难度：一般
2、计算题 （14分）如图所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度
，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度
离开电场，已知平行板长为
，两板间距离为d，求：?
①的大小；
②离子在偏转电场中运动时间
；
③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；
④离子在偏转电场中的加速度；
⑤离子在离开偏转电场时的横向速度
；
⑥离子在离开偏转电场时的速度的大小；
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；
参考答案：①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
本题解析：①不管加速电场是不是匀强电场，W＝qU都适用，所以由动能定理得：
??（2分）
②由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动．
即：水平方向为速度为v0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动．
∴在水平方向（2分）
③
? F=qE=（2分）
④（2分）
⑤
（2分）
⑥
（2分）
⑦
（和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场）。（2分）
本题考查带电粒子在电场中的偏转，在加速电场先由动能定理求得电场力做功和进入偏转电场的速度大小，进入偏转电场后电场力方向与初速度方向垂直，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速直线运动，电场力提供加速度，由匀变速直线运动的速度、位移与时间的关系可求得飞出偏转电场时的速度大小和位移大小
本题难度：一般
3、选择题 如图实线为电场线，虚线为某离子只在电场力作用下的运动轨迹，已知离子由A点向B点运动，则下边说法正确的是(? )
A．离子带负电
B．离子A点的速度小于B点速度
C．离子在A点的加速度大于B点加速度
D．A点电势能大于B点电势能
参考答案：AC
本题解析：电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．
A、由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力沿着电场线的反方向，所以电荷为负电荷，所以A正确．
B、负电荷沿着电场的方向运动，所以电场力做负功，电荷的电势能增加，动能减小，所以粒子在A点的动能小于它在B点的动能，所以B错误．
C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，A点的场强大于B点的场强的大小，在A点的受力大于在B的受力，所以粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度，所以C正确．
D、负电荷沿着电场的方向运动，所以电场力做负功，电荷的电势能增加，所以粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，所以D错误．
故选AC．
点评：加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．
本题难度：简单
4、选择题 如右图所示，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一带电粒子从M点以一定初速度v2射入，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子的重力，则在飞越该电场的整个过程中，下列说法正确的是?（?）
?
A．该粒子带负电
B．该粒子的动能先增大后减小
C．该粒子的电势能先增大后减小
D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v2
参考答案：ABD
本题解析：由运动轨迹知粒子受力向右，带负电，A对。整个过程，电场力先做正功后做负功，动能先增大后减小，电势能先减小后增大，B对C错。MN所在等势面电势为0，该粒子运动到无穷远处后，电势也为0，全过程电场力做功为0，速度的大小一定仍为v2，D对。
本题难度：简单
5、选择题 如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。有一重力不计的带电粒子以垂直于x轴的速度v0＝10 m/s从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限。已知OP之间的距离为d＝0.5m，则关于带电粒子的下列说法不正确的是
A．带正电荷
B．在电场中运动的时间为0.1 s
C．在磁场中做圆周运动的半径为
m
D．在磁场中运动的时间为
s
参考答案：C
本题解析：粒子运动轨迹如图所示：
带电粒子在电场中向右偏转，可知粒子带正电，A正确；粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动的时间为t，则tanθ＝
=1，tanα＝
可知：tanθ=2tanα=2，由几何关系知：
，则OC＝
=1m，粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，则
0.1s，B正确；由几何关系知：△OO`C为等腰直角三角形，则圆周运动的半径为
，C错误；由类平抛运动规律知，进入磁场时的速度为v=
，在磁场中运动的时间t`=
= s，D正确。
考点：本题考查带电粒子在复合场中的运动。
本题难度：一般