时间:2019-12-13 02:02:48
1、选择题 在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)恰好能沿直线MN从左至右通过这一区域,那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况
[? ]
A.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向外
B.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向里
C.匀强磁场方向垂直于纸面向里,匀强电场方向竖直向上
D.匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右
参考答案:BD
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,高h=0.8m的绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场,场强E 的方向与区域的某一边界平行,区域Ⅱ中存在垂直于纸面的匀强磁场B。现有一质量m=0.01kg,带电荷量q=+10-5C的小球从A点以v0=4m/s的初速度水平向右运动,匀速通过区域Ⅱ后落在水平地面上的B点,已知:小球与水平桌面间的动摩擦因数,L=1m,h=0.8m,x=0.8m,取g=10m/s2。试求:
(1)小球在区域Ⅱ中的速度;
(2)区域Ⅱ中磁感应强度B的大小及方向;
(3)区域Ⅰ中电场强度E的大小及方向。
参考答案:解:(1)小球离开磁场后做平抛运动,设小球在磁场中匀速运动的速度为v,则有①?
②
联立①②解得:③
(2)由于小球在磁场中作匀速运动,所以小球不可能受摩擦力作用,也就不受桌面的弹力(支持力)作用,只能受重力和洛仑兹力作用,且④
又⑤
联立④⑤解得:⑥
代入数值得:⑦
根据左手定则可判断磁感应强度B的方向垂直纸面向里。
(3)由于v<v0,所以小球在电场中作减速运动。电场方向有两种可能
(i)电场方向水平向左。小球在电场中,由动能定理:⑧
解得:⑨
(ii)电场方向沿竖直方向,设竖直向上。
小球在电场中,由动能定理:⑩
解得:
“-”号表示E的方向与假设方向相反,即竖直向下。
本题解析:
本题难度:困难
3、选择题 如图所示,某空间存在正交的匀强电场和运强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由a点进入该空间并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法正确的是( )
A.微粒一定带负点
B.微粒一定做匀速运动
C.微粒的电势能一定增加
D.微粒的重力势能一定增加
参考答案:A、根据做直线运动的条件和受力情况(如图所示)可知,微粒一定带负电,且做匀速直线运动,所以选项AB正确;
C、由于电场力向左,对微粒做正功,动能增加,电势能一定减小,选项C错误;
D、因向上运动,则重力做负功,导致重力势能一定增加,所以选项D正确.
故选:ABD.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,S1、S2为板上正对的小孔,N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向外和向里,磁场区域右侧有一个荧光屏,取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间,电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略。
(1)当两板间电势差为U0时,求从小孔S2射出的电子的速度v0;
(2)求两金属板间电势差U在什么范围内,电子不能穿过磁场区域打到荧光屏上:
(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在图上定性地画出电子运动的轨迹;
(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系。
参考答案:解:(1)根据动能定理,得
解得
(2)欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上,应有
而,解得
(3)电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如图所示
(4)若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r,穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为x,则由(3)巾的轨迹图可得
注意到和
所以,电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系为
本题解析:
本题难度:困难
5、填空题 如图所示,质量为m,带正电量为q的液滴,处在水平方向的匀强磁场中,磁感应强度为B,液滴运动速度为v,若要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动,则施加的电场方向为____________,电场强度大小为____________ ,液滴绕行方向为____________(从纸外往纸内看)。
参考答案:竖直向上,mg/q,逆时针
本题解析:
本题难度:一般