时间:2017-07-31 07:39:38
1、选择题 如图所示虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则在这个区域中的E和B的方向可能是（ ）
A．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同
B．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反
C．E竖直向上，B垂直于纸面向外
D．E竖直向上，B垂直于纸面向里
参考答案：重力忽略不计的电子，穿过这一区域时未发生偏转，
A、若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转．故A正确；
B、若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反，则有电子所受电场力方向与运动方向相同，而由于电子运动方向与B方向在一条直线上，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转．故B正确；
C、若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转．故C正确；
D、若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而磁场力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故D错误；
故选ABC．
本题解析：
本题难度：简单
2、计算题 （18分）如图，带电量为+q、质量为m的粒子（不计重力）由静止开始经A、B间电场加速后，沿中心线匀速射入带电金属板C、D间，后粒子由小孔M沿径向射入一半径为R的绝缘筒，已知C、D间电压为U0，板间距离为d，C、D间与绝缘筒内均有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B0、B．
（1）（6分）求粒子在C、D间穿过时的速度v0；
（2）（6分）求A、B间的加速电压U；
（3）（6分）粒子与绝缘筒壁碰撞，速率、电荷量都不变，为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次（不含从M孔出来的一次）后又从M孔飞出，求筒内磁感应强度B （用三角函数表示）．
?
参考答案：（1）
（2）
（3）
本题解析：
（1）∵粒子在C、D间做匀速运动,则：
Eq=B0qv0……．．．2分?而
……．．．2分?有：粒子在C、D间的速度……．．．2分
（2）粒子在A、B间加速过程有：
?……．．．2分?在C、D间匀速运动有：? qE=qv0B0 ……．．．2分
且E=U0/d ……．．．1分?解得：?……．．．1分
（3）带电离子在圆形磁场中运动的可能轨迹如图:
由（1）得：
离子在圆形磁场中有：
．1分?
所以
?……．．．1分
如图所示：
由几何知识易知：? 5
=2n
，n=1或2 ……．．．2分
第一种情况：
，则
，所以
……．．．1分
第二种情况：?=
，
则
，
所以
……．．．1分
本题难度：简单
3、选择题 如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，下列判断正确的是
[? ]
参考答案：ABD
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 如图为汤姆生在1897年测量阴极射线（电子）的比荷时所用实验装置的示意图。K为阴极，A1和A2为连接在一起的中心空透的阳极，电子从阴极发出后被电场加速，只有运动方向与A1和A2的狭缝方向相同的电子才能通过，电子被加速后沿OO"方向垂直进入方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里，电场极板水平放置，电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为r，圆心为C。
某校物理实验小组的同学们利用该装置，进行了以下探究测量：
第一步：调节两种场的强弱。当电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B时，使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动。
第二步：撤去电场，保持磁场和电子的速度不变，使电子只在磁场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点P，通过推算得到电子的偏转角为α（CP与OO′之间的夹角）。求：
（1）电子在复合场中沿直线向右飞行的速度；
（2）电子的比荷
；
（3）有位同学提出了该装置的改造方案，把球形荧屏改成平面荧屏，并画出了如下图的示意图。已知电场平行金属板长度为L1，金属板右则到荧屏垂直距离为L2。实验方案的第一步不变，可求出电子在复合场中沿直线向右飞行的速度。第二步撤去磁场，保持电场和电子的速度不变，使电子只在电场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点P，通过屏上刻度可直接读出电子偏离屏中心点的距离
。同样可求出电子的比荷
。请你判断这一方案是否可行？并说明相应的理由。 
参考答案：解：（1）电子在复合场中二力平衡，即：eE=evB ①
得：
②
（2）如图所示：其中R为电子在磁场中做圆（弧）运动的圆轨道半径
所以：
③，
④
又因：
⑤
联立解以上②③④⑤式得：
⑥
（3）此方案可行，原因如下。 如图设电子在电场中偏转的侧向位移为y"，有
?⑦
电子通过水平电场的时间为：
电子在电场中偏转的加速度为：
⑧
则侧向位移为
⑨
联立⑦⑧⑨式得：
本题解析：
本题难度：困难
5、计算题 如图所示，在半径为R的绝缘圆筒内有匀强磁场，方向垂直于纸面向里，圆筒正下方有小孔C与平行金属板M、N相通。两板间距离为d，两板与电动势为E的电源连接。一电荷量为-q、质量为m的带电粒子（重力忽略不计），开始时静止于C点正下方紧靠N板的A点，经电场加速后从C点进入磁场，并以最短的时间从C 点射出。已知带电粒子与筒壁的碰撞无电荷量的损失，且碰撞后以原速率返回，求：
(1)筒内磁场的磁感应强度大小；
(2)带电粒子从A点出发至第一次回到A点所经历的时间。
参考答案：解：(1)如图所示，带电粒子从C孔进入，与筒壁碰撞两次再从C孔射出经历的时间最短，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的速率为v，有：
得：v=
由几何关系可知，粒子在磁场中的运动半径为：r=Rcot30°
粒子在磁场中运动时有：qvB=
解得：B=
(2)粒子从A到C运动时的加速度为：
由d=
得，粒子从A到C的时间为：t1=
粒子在磁场中运动的时间为：
解得：t2=
因此带电粒子从A点出发至第一次回到A点的时间为：t=2t1+t2=(2
本题解析：
本题难度：困难