时间:2019-06-28 05:34:46
1、选择题 有一个带电荷量为＋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，两极板间另有匀强磁场，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，下列说法错误的是
[? ]
A．一定作曲线运动
B．不可能做曲线运动
C．有可能做匀加速运动
D．有可能做匀速运动
参考答案：BCD
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 （15分）如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u，金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场，板长L=0.2m，板间距离d=0.1m，在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场，MN与两板中线OO′ 垂直，磁感应强度 B=5×10－3T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的比荷
=108C/kg，重力忽略不计，在0-0.8×10－5s时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0.2×10－5s时刻经极板边缘射入磁场。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）。
求：
（1）求两板间的电压U0
（2）0-0.2×10－5s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出，求磁场的最大宽度
（3）若以MN与两板中线OO′ 垂直的交点为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向上为y轴建立二维坐标系，请写出在0.3×10－5s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场（此时，磁场只有左边界，没有右边界）时的位置坐标。
（4）两板间电压为0，请设计一种方案：让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO′射入，经过右边的待设计的磁场区域后，带电粒子又返回粒子源。
参考答案：（1）250 V/m（2）0.2 m（3）若向上偏转：进入坐标为 (? 0? ;? 0.0125 ) (m)
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.4125 ) (m)?若向下偏转：进入坐标为 (? 0? ;? - 0.0125 ) (m)?离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.3875) (m)?（4）见解析
本题解析：(1) （3分）电荷在电场中作类平抛运动?
d/2=at2/2 （1分）? a="d/" t2=2.5×1010 ?(m/s2)
Eq="ma?" （1分） E=ma/q=2.5×1010/108 ="250" (V/m)
U0="Ed=250×0.1=25" (V)?（1分）
(2) （3分） 在0---0.2×10-5S时间内, 0.2×10-5S时刻射入两板间的带电粒子进入磁场并能够从磁场右边界射出,则其他粒子也都能从磁场的右边界射出。粒子进入磁场作匀速圆周运动，则：
Bqv=mv2/R1? R1=mv0/Bq?（1分）
由第一问可知：v0=L/t=0.2/0.2×10-5 =105 (m/s)?（1分）
R1=105/5×10-3×108="0.2" (m)?
磁场的最大宽度为? D=R1=0.2 (m)?（1分）
(3) （7分） 0.3×10-5S时刻进入的粒子先做匀速直线运动,再做类平抛运动. 类平抛运动时间应为t=0.1×10-5S .
若向上偏转,根据平抛运动公式得: y1=
at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2="0.0125" (m) （1分）
进入坐标为 (? 0? ;? 0.0125 ) (m)?（1分）
进入磁场作匀速圆周运动,? R2="mv/Bq"
离开磁场时的坐标 y2=y1+2R2cosθ=y1+2 mv0/Bq
y2=0.0125+2×105/5×10-3×108="0.4125" (m)（1分）
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.4125 ) (m)?（1分）
若向下偏转,根据平抛运动公式得: y1=
at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2="0.0125" (m)
进入坐标为 (? 0? ;? - 0.0125 ) (m)?（1分）
进入磁场作匀速圆周运动,? R2="mv/Bq"
离开磁场时的坐标 y2= 2R2cosθ- y1=" 2" mv0/Bq- y1
y2=2×105/5×10-3×108-0.0125="0.3875(m)" （1分）
离开磁场左边界坐标为 (? 0 ;? 0.3875) (m) （1分）
(4) （2分）(只要合理均给分)
本题难度：一般
3、计算题 （18分）如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子枪发射的质量为m、电荷量为
参考答案：
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，虚线区域内存在着电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则这区域内的E和B的方向可能是下列叙述中的
[? ]
参考答案：ABC
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如右图所示，一平行板电容器，右极板接电源正极，板长为2d，板间距离为d。一带电量为q、质量为m的负离子（重力不计）以速度v0贴近左极板沿极板方向射入，恰从右极板下边缘射出。在右极板右侧空间存在垂直纸面方向的匀强磁场（未标出）。要使该负离子在磁场中运动后，又恰能直接从右极板上边缘进入电场，则
A．磁场方向垂直纸面向里
B．磁场方向垂直纸面向外
C．磁感应强度大小为
D．在磁场中运动时间为
参考答案：BC
本题解析：粒子进入匀强电场后，竖直方向匀速直线运动
，水平方向匀加速直线运动
，离开下极板时竖直速度为
，水平速度
，所以离开电场的速度为
，方向与水平方向成
斜向下，进入匀强磁场后做匀速圆周运动，要再次从右极板边缘进入电场，运动轨迹如下图，根据负电荷向右偏转判断磁场垂直纸面向外，选项A错B对。根据几何关系，半径
,根据
可得
，整理可得
，选项C对D错。
本题难度：一般