一、本题共6小题每小题6分,共36分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,选对的得6分,有选错或不答的得0分。
1、带电粒子(不计重力)可能所处的状态是。
在磁场中处于平衡状态 ②在电场中做匀速圆周运动 ③在匀强磁场中做抛体运动 ④则在匀强电场中做匀速直线运动。
以上说法正确的是( )
abcd、②④
2.如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积s1>s2= s3,且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3,则它们的大小关系是( )
a、φ1>φ2>φ3b、φ1>φ2=φ3
c、φ1<φ2<φ3d、φ1<φ2=φ3
3.如图22所示,弹簧秤下挂一条形磁铁,其中条形磁铁n极的一部分位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是( )
若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤示数减小。
若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤示数增大。
若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤示数增大。
若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤示数减小。
abcd、②④
4.质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为b,如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是( )
小球带正电
小球在斜面上运动时做匀加速直线运动。
小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动。
则小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为mgcosθ/bq
ab、①②cd、②③
5.如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30o角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )
a、1:2 b、2:1 cd、1:1
6.如图所示,q1、q2带等量正电荷,固定在绝缘水平面上,在其连线上有一光滑绝缘杆、杆上套一带正电的小球,杆所在的区域存在一个匀强磁场,方向已在图中标出,小球重力不计,将小球从静止开始释放,在小球运动过程中;下列说法哪些是不正确的?(
小球所受的洛仑兹力大小变化、,但方向不变②小球的加速度将不断变化③小球受洛仑兹力将一直增大 ④小球速度一直增大。
a、①②b、①④cd、③④
二、本题共3小题;每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上。
7.一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为b的匀强磁场中做圆周运动,其效果相当于一环形电流,则此环形电流的电流强度i
8.如图所示,长为1m的金属杆可绕转轴o在竖直平面内转动。方向水平的匀强磁场磁感应强度为2t,磁场边界为一圆形区域,圆心恰为o点,直径为1m,当电流表读数为10a时,金属杆与水平方向夹30o角,则此时磁场对金属杆作用力的力矩为 。
9.一束带电量为+q、质量为m的粒子在磁感应强度为 b的匀强磁场中,以初速度υ0垂直于磁场自a点开始运动,如图所示,经时间t,粒子通过c点,连线ac与υ0间夹角θ等于 。若同种正离子以不同的速度仍沿相同方向从a点射入,这些离子 (填“能、”或“不能”)到达c点。
三、本题共3小题49分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
10.(16分)如图,质量m、初速υ0的电子束从电容器左边正中间o处水平射入,在电场力的作用下以速度υ,从c点射出。若电场不变,再加一个垂直于纸面向里的磁场,则电子从d点射出,c、d关于水平线从对称,则从d点射出时电子动能为多少?
11.(16分)在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ,足够长的光滑绝缘斜面,磁感强度为b,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上.有一质量为m,带电挝为十q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示,若迅速把电场方向反转竖直向下,小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?
12.(17分)如图所示,空间分布着图示的匀强电场e(宽为l)和匀强磁场b,一带电粒子质量为m,电量为q,(不计重力)从a点由静止释放后经电场加速后进入磁场,穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回a点而重复前述过程.求中间磁场的宽度d和粒子的运动周期(虚线为磁场分界线,并不表示有什么障碍物)
1、解析:由粒子的初始条件和受力条件得。正确答案:a
2、解析:φ应是合磁通。 正确答案:c
3、解析:磁铁n极受力方向与b的方向相同,且螺线管内部b比外部大。正确答案:b
4、解析:由题意小球受qvb应垂直斜面向上故①对,且**b垂直斜面故②对,当n=0时有qvb=mgcosα、④对。正确答案:b
5、解析:正电子磁场中时间负电子在磁场中时间t1:t2=2:1 正确答案b
6、解析:带电小球将作振动。正确答案:d
7、解析: 答案:
8、解析:m=fd=(bil/2)×(l/4) 答案2. 5n·m
9、解析: 答案:qbt/2m 不能。
10、解析:电子由a至b,由动能定理。
由由a至d,由动能定理
11、解析::电场反转前上 mg=qe ①
电场反转后,小球先沿斜面向下做匀加速直线运动,到对斜面压力减为零时开始离开斜面,此时有:qυb =(mg + qe) cos小球在斜面上滑行距离为:s=υt/2 ③
解①②③可得:小球沿斜面滑行距离,所用时间t=mctgθ/qb.
12、解析:由题意,粒子在磁场中的轨迹应关于υ方向的直线对称,如图所示,电场中:①
由几何知识:sinθ=r/2r=1/2 所以θ=30o
又r=mυ/qb
d=rsin60o ④
在中间磁场的时间:⑤
在右边磁场的时间 ⑥
由①③④得
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