时间:2019-06-28 04:30:17
1、简答题 大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体（即电阻率较大的物质）；离地面50km以上的大气则看作是带电粒子密度非常大的良导体。地球本身带负电，其周围空间存在电场，离地面L=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105V。由于电场的作用，地球处于放电状态，但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变。统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量为q=1800C。试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P。（已知地球半径r=6400km，结果保留一位有效数字）
参考答案：ρ=2×1012Ω·m－1?P=UI=5×108W
本题解析：已知每秒雷暴带给地球的电荷量为q，则大气的漏电电流为I=q/t=1800A
大气的漏电电阻可由欧姆定律求得U=IR其中U=3.0×105V，R=ρL/s，L=50km，s=4πr2，代入有关数据解得，ρ=2×1012Ω·m－1?地球的漏电功率为P=UI=5×108W
本题难度：简单
2、选择题 要使一个电压表的量程变大，可采用的方法是(? )
A．并联一个阻值较大的电阻
B．把原有的分压电阻换成阻值较大的电阻
C．再串联一个阻值适当的分压电阻
D．在原有的分压电阻上并联一个适当的电阻
参考答案：BC
本题解析：使一个电压表的量程变大，即在通相同电流时，该部分能承担较大电压，所以可以串联一个阻值适当的分压电阻，C对。电压表本身是由表头串联分压电阻改装得到的，要扩大量程，也可以把原有的分压电阻换成阻值较大的电阻，B对。
本题难度：简单
3、选择题 有一个带电量为+q，重为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时（ ）
A．有可能做匀速运动
B．有可能做匀加速直线运动
C．不可能做曲线运动
D．一定做曲线运动
参考答案：若小球进入磁场时电场力和洛伦兹力相等，由于小球向下运动时，速度会增加，小球所受的洛伦兹力增大，将不会再与小球所受的电场力平衡，不可能做匀加速直线运动，也不可能做匀速直线运动．
若小球进入磁场时电场力和洛伦兹力不等，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动．
综上所述，小球一定做曲线运动．故D正确，A、B、C错误．
故选D．
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 如图所示，真空中有以O′为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为+q，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求：
（1）质子刚进入电场时的速度方向和大小；
（2）OC间的距离；
（3）若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处（图上未画出）的一检测装置俘获，此后质子将不能再返回电场，则CD间的距离为多少。
参考答案：（1）
?方向沿x轴正方向?（2）r+
?（3）
本题解析：（1）质子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
根据牛顿第二定律得qvB=
解得?
质子运动轨迹如下图，
因为圆形匀强磁场区域的半径为r，质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r，所以四边形
是菱形，由几何知识知，质子刚进入电场时的速度方向沿x轴正方向．
（2）质子沿y轴正方向射入磁场，则以N为圆心转过
圆弧后从A点垂直电场方向进入电场，进入电场后质子做类平抛运动，设质子电场中运动时间t ， 则在y方向上有
由牛顿第二定律得? qE=ma
解得 
在x方向上，由题意可知x1=ON=r
电场中x2=NC=v
所以OC间的距离为x=x1+ x2 =r+
（3）设质子出电场时在竖直方向的速度为
，质子合速度为
，则
质子合速度与x轴正向夹角
的正弦值为sinθ=
质子到达C点后进入第四限的磁场的运动轨迹如下图所示，设质子在第四限磁场中运动的轨道半径为R．
根据圆的性质，由几何知识得：
x3="CD=" 2R sinθ
质子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得qvB=
，
运动半径
以上各式联立解得：x3="CD=" 2
=
=
本题难度：一般
5、简答题 如图所示，在直角坐标系的I、Ⅱ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限有沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内无电场和磁场。质量为m，电荷量为q的粒子由M点以速度
沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经N和x轴上的P点最后又回到M点。设OM=OP =l，ON＝2l，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）匀强磁场磁感应强度B的大小；
（3）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间t。
参考答案：见解析
本题解析：（1）根据粒子在电场中的运动情况可知，粒子带负电，粒子在电场中运动所用的时间设为
在x方向有
?①
在y方向有
?②
解得
?③
（2）设粒子到达N点的速度为v，运动方向与
轴夹角
由动能定理得
?④
将③式代入，得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，经过P点时的速度方向也与负x方向成
，从P到M做直线运动，NP=NO＋OP=3l
粒子在匀强磁场中在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，
半径为
联立上述各式解得
（3）粒子在电场中运动所用时间为
粒子在磁场中所用时间为
由
匀速直线运动所用时间
粒子从M进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间
.
本题难度：一般