时间:2019-07-02 23:47:32
1、计算题 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：
(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？
参考答案：(1)1 A 电流方向由d至c (2)0.2 N (3)0.4 J
本题解析：(1)棒cd受到的安培力为：
Fcd＝IlB ①
棒cd在共点力作用下平衡，则：
Fcd＝mgsin 30°?②
由①②式，代入数据解得：
I＝1 A?③
根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c.④
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：
Fab＝Fcd
对棒ab，由共点力平衡知：
F＝mgsin 30°＋IlB?⑤
代入数据解得：F＝0.2 N．?⑥
(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1 J热量，由焦耳定律知：
Q＝I2Rt ⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势为：
E＝Blv?⑧
由闭合电路欧姆定律知：
I＝
⑨
由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为：
x＝vt?⑩
力F做的功为：
W＝Fx?
综合上述各式，代入数据解得：
W＝0.4 J．?
本题难度：一般
2、选择题 如图，在虚线的长方形区域内，存在匀强电场E和匀强磁场B，已知一电子从右方水平射入该区域，穿过这个区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是
[? ]
参考答案：ABC
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 （12分）如图所示，空间存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，电场强度大小E =l．0×10-4v/m，在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环A。初始时，带正电的绝缘小球B静止在圆环A的圆心正上方，B的电荷量为g= 9×10-7C，且B电荷量始终保持不变。始终不带电的绝缘小球c从距离B为x0= 0.9m的正上方自由下落，它与B发生对心碰撞，碰后不粘连但立即与B一起竖直向下运动。它们到达最低点后（未接触绝缘地板及小圆环A）又向上运动，当C、B刚好分离时它们不再上升。已知初始时，B离A圆心的高度r= 0．3m．绝缘小球B、C均可以视为质点，且质量相等，圆环A可看作电量集中在圆心处电荷量也为q =9×l0-7C的点电荷，静电引力常量k=9×109Nm2／C2．（g取10m/s2）。求：
（l）试求B球质量m;（2）从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力所做的功。
参考答案：
本题解析：略
本题难度：一般
4、填空题 如图所示, 空间有一正交电磁场, 匀强磁场的磁感应强度为B, 方向水平向里, 匀强电场的电场强度为E, 方向竖直向下。一带电粒子在电磁场中做半径为R的匀速圆周运动, 则图中粒子的旋转方向为?。速度的大小为?。（结果中只能出现B 、E、R和重力加速度g 四个物理量）
参考答案：顺时针 gBR/E
本题解析：带电粒子做匀速圆周运动可知重力跟电场力等大反向(
)，粒子带负电，洛伦兹力提供向心力，
，可得速度v= gBR/E,根据左手定则知道粒子顺时针转动，
本题难度：简单
5、选择题 如图所示，为速度选择器原理图，Dl和 D2是两个平行金属板，分别连在电源的两极上，其间有一定的电场强度为E，同时在这空间加有垂直于电场方向的磁场，磁感应强度为B。Sl、S2为两个小孔，且Sl与S2连线方向与金属板平行。速度沿Sl、S2连线方向从Sl飞入的带电粒子只有做直线运动才可以从S2飞出，若让一束不同粒子沿Sl与S2连线方向从Sl孔飞入，则下列说法正确的是（ ）
A.能够从S2孔飞出的粒子必为同种粒子
B.能够从S2孔飞出的粒子必具有相同的速度
C.能够从S2孔飞出的粒子若改为从S2孔飞入，也必能从S1孔飞出
D.只有从S2孔飞出的带正电的粒子，若改为从S2孔飞入，才能从S1孔飞出
参考答案：B
本题解析：
试题分析:速度选择器是根据粒子通过复合场后，电场力与洛伦兹力平衡，则有被选择的速度v的大小应满足v="E/B" ，与粒子的正负无关，但必须从S1孔飞入，故A错误；B正确；能够从S2孔飞出的粒子若改为从S2孔飞入，不论粒子的正电荷，还是负电荷，电场力与洛仑兹力方向均相同，因此不能从S1孔飞出，故C、D错误；
考点： 带电粒子在复合场中运动
本题难度：一般