高三磁場復(fù)習(xí)及答案2

1、y圖3xObca19如圖3所示，在xOy坐標(biāo)系中，將一負(fù)檢驗(yàn)電荷q由y軸上a點(diǎn)移動到x 軸 上b點(diǎn)時(shí)， 需 克服電場力做功W1，若從a點(diǎn)移到x軸上c點(diǎn)時(shí)，需克服電場力做功W2，已知W1W2。那么關(guān)于此空間存在的靜電場可能是（ B ）A處于第象限某一位置的正點(diǎn)電荷形成的電場B處于第象限某一位置的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場C存在方向沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場D存在方向沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場23如圖8所示，質(zhì)量為m、電荷為q的帶電粒子（不計(jì)重力），從靜止開始經(jīng)A、B間的加速電場加速后從O點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的絕緣圓筒中，忽略帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞過程中的能量損失。已知A、B間的電壓為U，圓筒中存在方向垂直紙面向里的勻

2、強(qiáng)磁場。（1）若帶電粒子進(jìn)入磁場后，經(jīng)與圓筒內(nèi)壁做2次碰撞后，又從O點(diǎn)飛出。求圓筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（2）若帶電粒子進(jìn)入磁場后，經(jīng)與圓筒內(nèi)壁做n次碰撞后，又從O點(diǎn)飛出。求圓筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。m-qABBO圖823（1）；（2），（n2，3，4）。11在勻強(qiáng)磁場中有一帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)它運(yùn)動到M點(diǎn)時(shí)，突然與一不帶電的靜止粒子碰撞瞬間合為一體，碰撞后的運(yùn)動軌跡應(yīng)為圖9中的哪一個(gè)(實(shí)線為原軌跡，虛線為碰后軌跡，且不計(jì)粒子重力)（ A ） 圖9AMBMCMDM35有一種用來提取水銀等導(dǎo)電液體的泵，下部是矩形槽，其下端與水銀接觸；上部是一上端開口的絕緣的圓管，如圖30所示。已知

3、矩形槽高h(yuǎn)=0.10m，相對的a、b面是導(dǎo)體，間距l(xiāng)=0.050m。而另一相對的c、d面是絕緣體。當(dāng)a、b間外加恒定電壓U=1.0V的同時(shí)，垂直c、d面加上磁感強(qiáng)度B=0.10T的勻強(qiáng)磁場。求：泵內(nèi)水銀面上升高度。已知水銀的電圖30lhIbcaBd阻率=1.0×10-6·m，其密度=1.4×104kg/m3，g=10m/s2。351.43m7在豎直面內(nèi)的虛線上方式一勻強(qiáng)磁場B，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈，線圈越過虛線進(jìn)入磁場，最后又落回到原處，運(yùn)動過程中線圈平面保持在豎直面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，則（ A ）A 上升過程克服磁場力作的功大于下降過程克服磁場力作的功B

4、 上升過程克服磁場力作的功等于于下降過程克服磁場力作的功C 上升過程中克服重力作功的平均功率等于下降過程中重力作功的平均功率D 上升過程中克服重力作功的平均功率小于下降過程中重力作功的平均功率9如圖所示，P、Q為相距較近的一對平行金屬板，間距為2d。一束相同的帶電粒子，以初速V0從P、Q正中左端的O點(diǎn)射入，V0的方向與兩板平行(不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力)。如果在P、Q 間加上方向豎直向上、大小為E的勻強(qiáng)電場，則粒子束恰好從P板右端的a點(diǎn)射出；如果在P、Q間加上方向垂直紙面向外、大小為B的勻強(qiáng)磁場，則粒子束將恰好從Q板右端的b點(diǎn)射出。如果同時(shí)加上上述的電場和磁場，則 B A粒子束將沿直

5、線OO運(yùn)動 B粒子束將沿曲線運(yùn)動，射出點(diǎn)位于O點(diǎn)上方 C粒子束將沿曲線運(yùn)動，射出點(diǎn)位于O點(diǎn)下方D粒子束可能沿曲線運(yùn)動，但射出點(diǎn)一定位于O點(diǎn)14如圖11所示，兩個(gè)幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN，水平置于水平方向的勻強(qiáng)磁場中(磁場區(qū)域足夠大)，兩電容器極板左端和右端分別在同一豎直線上。已知P、Q之間和M、N之間的距離都是d，板間電壓都是U，極板長度均為L。今有一電子從極板邊緣的O點(diǎn)以速度u。沿P、Q兩板間的中心線進(jìn)入電容器，并做勻速直線運(yùn)動穿過電容器，此后經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又沿水平方向進(jìn)入到電容器M、N板間，在電容器M、N中也沿水平方向做勻速直線運(yùn)動，穿過M、N板間的電場后，再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又通

6、過O點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入電容器P、Q極板間，循環(huán)往復(fù)。已知電子質(zhì)量為m，電荷為e。(1)試分析極板P、Q、M、N各帶什么電荷?(2)Q板和M板間的距離z滿足什么條件時(shí)，能夠達(dá)到題述過程的要求?(3)電子從O點(diǎn)出發(fā)至第一次返回到O點(diǎn)經(jīng)過了多長時(shí)間? (1)由左手定則可判斷出，電子所受洛侖茲力方向豎直向下 因電子做勻速直線運(yùn)動，故所受電場力方向豎直向上 由于電子帶負(fù)電，所以P極板帶正電、Q極板帶負(fù)電 同理可知，電子在M、N板間運(yùn)動過程中，受洛侖茲力方向豎直向上，電場力方向豎直向下，故M板帶負(fù)電，N板帶正電。 (2)因在電容器的極板間洛侖茲力與電場力大小相等，因此有：ev0B=eUd（1） 電子射出電容

7、器后在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)圓周半徑為R，根據(jù)洛侖茲力公式和向心力公式有ev0B=mv02R（2）要使電子能進(jìn)入M、N板問，則應(yīng)滿足（3）解得：（4）（3）電子通過一個(gè)電容器的時(shí)間t1=l/v0（5）設(shè)電子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T，則有T=2R/v0 （6）電子在磁場中運(yùn)動半個(gè)圓周的時(shí)間 （7）電子第一次返回到O點(diǎn)的時(shí)間（8）20科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，宇宙中每種粒子都有與之對應(yīng)的反粒子，粒子和反粒子具有相同的質(zhì)量、電量和壽命，只是所帶電荷符號相反，如正電子就是電子的反粒子，也可以叫反電子。反物質(zhì)由反粒子構(gòu)成，與地球上物質(zhì)結(jié)構(gòu)有相似之處。1998年6月3日，美國發(fā)射的航天飛機(jī)“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了由中

8、國科學(xué)院電工研究所設(shè)計(jì)制造的磁譜儀，它的主要使命就是要探測宇宙空間中可能存在的反物質(zhì)。磁譜儀由粒子速度選擇器和磁場組成，它可以保證所有進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場區(qū)域的粒子具有共同的速度。若如圖6所示磁譜儀中的4條徑跡分別為質(zhì)子、反質(zhì)子、粒子，反氦核的徑跡，其中哪一條為反氦核的徑跡 （ B ）圖61234B2B1EA1 B2 C3 D424（20分）磁流體動力發(fā)電機(jī)的原理如圖14所示，一個(gè)水平放置的上下、前后封閉的橫截面為矩形的塑料管，其寬度為l，高度為h，管內(nèi)充滿電阻率為的某種導(dǎo)電流體（如水銀）。矩形塑料管的兩端接有渦輪機(jī)，由渦輪機(jī)提供動力使流體通過管道時(shí)具有恒定的水平向右的流速v0。管道

9、的前、后兩個(gè)側(cè)面上各有長為d的相互平行且正對的銅板M和N。實(shí)際流體的運(yùn)動非常復(fù)雜，為簡化起見作如下假設(shè)：垂直流動方向橫截面上各處流體的速度相同；流體不可壓縮；當(dāng)N、N之間有電流通過時(shí)，電流只從M、N之間正對的區(qū)域內(nèi)通過。（1）若在兩個(gè)銅板M、N之間的區(qū)域加有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則當(dāng)流體以穩(wěn)定的速度v0流過時(shí)，兩銅板M、N之間將產(chǎn)生電勢差。求此電勢差的大小，并判斷M、N兩板哪個(gè)電勢較高；（2）用電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線將銅板M、N外側(cè)相連接（設(shè)電流只分布在M、N之間的長方體內(nèi)），由于此時(shí)磁場對流體有力的作用，使流體的穩(wěn)定速度變?yōu)関（v<v0），求磁場對流體的作用力；（3）為使速

10、度增加到原來的值v0，渦輪機(jī)提供動力的功率必須增加，假設(shè)流體在流動過程中所受的阻力與它的流速成正比，試導(dǎo)出新增加功率的表達(dá)式。圖14lhdMNv0 24（20分）（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律，兩銅板間的電勢差E=Blv0（2分）由右手定則可判斷出M板的電勢高（2分）（2）用電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線將銅板M、N外側(cè)相連接，即銅板由外側(cè)短路后，M、N兩板間的電動勢E=Blv（2分）短路電流I=E/R內(nèi)，（1分）R內(nèi)=（3分）磁場對流體的作用力F=BIl（1分）解得：F=（2分）方向與v方向相反（或水平向左）（1分）（3）設(shè)流體在流動過程中所受的阻力與流速的比例系數(shù)為k，所以在外電路未短路時(shí)流體以穩(wěn)定速度

11、v0流過，此時(shí)流體所受的阻力（即渦輪機(jī)所提供的動力）F0=kv0（1分）此時(shí)渦輪機(jī)提供的功率P0=F0v0=kv02（1分）外電路短路后，流體仍以穩(wěn)定速度v0流過時(shí)，設(shè)此時(shí)磁場對流體的作用力為F磁，根據(jù)第（2）問的結(jié)果可知F磁=（1分）此時(shí)渦輪機(jī)提供的動力Ft=F0+F磁=kv0+（1分）此時(shí)渦輪機(jī)提供的功率Pt=Fv0= kv02+（1分）所以新增加功率P=Pt-P0=（1分）說明：第（3）問如果采用如下做法也得6分：外電路沒有接通，流體以穩(wěn)定速度v0流過時(shí)，磁場對流體無作用力；外電路短路后，流體仍以穩(wěn)定速度v0流過，設(shè)此時(shí)磁場對流體的作用力為F磁，外接渦輪機(jī)必須增加壓力F用以平衡F磁，即

12、F=F磁（2分）根據(jù)第（2）問的結(jié)果可知F磁=（2分）此時(shí)渦輪機(jī)新增加功率的功率P =Fv0= （2分）圖1422(16分)如圖14所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，它由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。帶電粒子在輻向電場中運(yùn)動時(shí)，受到的電場力大小處處相等，方向始終指向圓心O。有一個(gè)所帶電荷量為q質(zhì)量為m的離子，從加速電場的A處由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，以一定的速度進(jìn)入靜電分析器并沿圖中圓弧虛線運(yùn)動，在P點(diǎn)離開靜電分析器進(jìn)入磁分析器，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)。不計(jì)離子重力。若已知加速電場的電勢差為U，靜電分析器通道的半徑為R，圓心在O處；。求：(

13、1)離子進(jìn)入靜電分析器時(shí)速度的大小v； (2)均勻輻向電場的場強(qiáng)E；(3)PQ之間的距離L。22（16分）分析和解：（1）對帶電離子，電場力做正功，離子動能增加，由動能定理得qU=mv2（2分）解得離子進(jìn)入靜電分析器時(shí)速度的大小v= （2分）（2）離子以速度v在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動，電場力提供向心力，由牛頓第二定律得qE=mv2/R（2分）聯(lián)立解得均勻輻向電場的場強(qiáng)E=2U/R （3分）（3）離子從P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛侖茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qvB=mv2/r（2分） PQ之間的距離L=2r （2分） 聯(lián)立解得L= （3分）19圖是質(zhì)譜儀工作原理的

14、示意圖。帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速（在A點(diǎn)初速度為零）后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，最后分別打在感光板S上的x1、x2處。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則 （D ）xx1x2a0b0BAUv0S圖Aa與b有相同的質(zhì)量，打在感光板上時(shí)，b的速度比a大Ba與b有相同的質(zhì)量，但a的電量比b的電量小Ca與b有相同的電量，但a的質(zhì)量比b的質(zhì)量大Da與b有相同的電量，但a的質(zhì)量比b的質(zhì)量小a點(diǎn)與一靜止的中子正碰后一起做勻速圓周運(yùn)動，測得從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的最短時(shí)間t1=2.0×10-4s，再從b點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)動到a點(diǎn)的最短時(shí)間t2=10-3s。已知a、b兩點(diǎn)的距離

15、x=0.1m，質(zhì)子的電量e =1.6×10-19C。求：（1）質(zhì)子和中子碰撞到一起后，做圓周運(yùn)動的周期T=？（2）質(zhì)子和中子碰撞到一起后，做圓周運(yùn)動的軌道半徑r=？（3）若質(zhì)子的質(zhì)量和中子的質(zhì)量均為m=1.67×10-27kg。電場的加速電壓U=？× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×&#

16、215; × × × × ×× × × × × ×ab··B× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×

17、× × × × × ×ab··Bor23（18分）解：（1）由題意可知，質(zhì)子和中子正碰到一起在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為：T=t1+t2=1.2×10-4s（4分）（2）如圖分析，因，解得：（4分）由abo可得：軌道半徑r=x= 0.1m （2分）（3）取質(zhì)子，由動能定理有： （2分）取質(zhì)子、中子系統(tǒng)，由動量守恒定律有： （2分）由牛頓第二定律有：（2分）上式聯(lián)立解得：加速電壓48V （2分）4圖甲所示為回旋加速器的原理示意圖，一個(gè)扁圓柱形的金屬盒子，盒子被分成兩半（形電極），分別與高壓交變電源的兩極相連，

18、在縫隙處形成一個(gè)交變電場，高壓交流電源的ut圖象如圖乙所示，在兩形電極縫隙的中心靠近其中一個(gè)形盒處有一離子源，形電極位于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于形電極所在平面，由下向上從離子源發(fā)出的氘核，在電場作用下，被加速進(jìn)入盒中又由于磁場的作用，沿半圓形的軌道運(yùn)動，并重新進(jìn)入裂縫這時(shí)電場方向已經(jīng)改變，氘核在電場中又一次加速，如此不斷循環(huán)進(jìn)行，最后在形盒邊緣被特殊裝置引出（忽略氘核在縫隙中運(yùn)動的時(shí)間） （1）寫出圖乙所示的高壓交流電源的交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式； （2）將此電壓加在回旋加速器上，給氘核加速，則勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度應(yīng)為多少？（3）若要使氘核獲得5.00MeV的能量，需要多少時(shí)間？（設(shè)氘核正好在電

19、壓達(dá)到峰值時(shí)通過D形盒的狹縫） （4）D形盒的最大半徑R 自由程l電壓U5按照經(jīng)典的電磁理論，電子在金屬中運(yùn)動的情形是這樣的：在外加電場的作用下，自由電子發(fā)生定向運(yùn)動，便產(chǎn)生了電流。電子在運(yùn)動的過程中要不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞，將動能交給金屬離子，而自己的動能降為零，然后在電場的作用下重新開始加速運(yùn)動（可看作勻加速運(yùn)動），經(jīng)加速運(yùn)動一段距離后，再與金屬離子發(fā)生碰撞。電子在兩次碰撞之間走的平均距離叫自由程，用表示。電子運(yùn)動的平均速度用表示，導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)量為n，電子的質(zhì)量為，電子的電荷量為，電流的表達(dá)式I=nes。請證明金屬導(dǎo)體的電阻率=。4解：（1）由圖： = 2.00×

20、106V ， =1.00×107s V （2）氘核在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有= 欲使氘核能持續(xù)做圓周運(yùn)動，交流電的周期必須為： 磁場的磁感強(qiáng)度：（3）氘核在D形盒運(yùn)動一周時(shí)被加速兩次，氘核獲得E =5.00MeV能量而被加速的次數(shù)為 ： 即氘核應(yīng)被加速了3次 所需的運(yùn)動時(shí)間為： （4）、氘核的能量最大時(shí)，氘核運(yùn)動的軌道半徑最大： 5證明：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為：I=nes根據(jù)電阻定律：R = 根據(jù)歐姆定律：R = 自由程內(nèi)，電子在加速電場作用下，速度從0增加到，由動能定理：eU =又由于，可得出電阻率的表達(dá)式為：= 24（20分）如圖11甲所示，質(zhì)量和電荷量均相同的帶正電的

21、粒子連續(xù)從小孔O1進(jìn)入電壓U0=50V的加速電場區(qū)（初速度可忽略不計(jì)），加速后由小孔O2沿豎直放置的平行金屬板ab中心線射入金屬板間的勻強(qiáng)電場區(qū)，然后再進(jìn)入平行金屬板a、b下面的勻強(qiáng)磁場區(qū)，最后打到感光片上。已知平行金屬板a、b間的距離d=0.15 m，兩板間的電壓U隨時(shí)間t變化的隨時(shí)間變化的U-t圖線圖線如圖11乙所示，且a板電勢高于b板電勢。磁場的上邊界MN與金屬板ab下端相平，且與O1、O2連線垂直，交點(diǎn)為O，磁場沿水平方向，且與a、b板間的電場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2 T。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場區(qū)運(yùn)動，最后打在沿MN水平放置的感光片上，打在感光片上形成一條亮線P1

22、P2，P1到O點(diǎn)的距離x1=0.15 m，P2到O點(diǎn)的距離 x2=0.20 m。電場區(qū)可認(rèn)為只存在于金屬板間，帶電粒子通過電場區(qū)的時(shí)間極短，可以認(rèn)為粒子在這一運(yùn)動過程中平行金屬板a、b間的電壓不變，不計(jì)粒子受到的重力和粒子間的相互作用力。（1）已知t=0時(shí)刻進(jìn)入平行金屬板a、b間的帶電粒子打在感光片上的P2點(diǎn)，求帶電粒子的比荷q/m；（保留兩位有效數(shù)字）（2）對任何時(shí)刻射入平行金屬板a、b間的帶電粒子，證明其射入磁場時(shí)的入射點(diǎn)和打到感光片上的位置之間的距離Dx為定值；（3）設(shè)打到P1點(diǎn)的帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為t1，打到P2點(diǎn)的帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為t2，則兩時(shí)間之差(Dt= t1-

23、t2)為多大? （保留兩位有效數(shù)字）乙t/sU/V0500.100.300.50甲M B P2 P1 N 感光片 O1 a b O2 O U0圖111）設(shè)粒子經(jīng)過加速電場從小孔O2射出時(shí)的速度為v0，則依據(jù)動能定理 （1分）當(dāng)U=0時(shí)，粒子以速度v0進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)P2點(diǎn)，軌跡半徑R0=（2分）由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得 （1分）解得帶電粒子的比荷=1.0´108 C/kg （2分）（2）設(shè)粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度方向與O1O的夾角為，則速度大小 （2分）vv0R答圖2粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡半徑 （1分）由幾何關(guān)系得 （2分）即Dx與無關(guān)，為定值。 （1分） （3）由

24、（2）可知，帶電粒子在平行金屬板a、b間的最大偏移量y= x2- x1=0.05 m，對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓U=50 V （1分）帶電粒子進(jìn)入平行金屬板a、b時(shí)的速度v0=1.0´105 m/s設(shè)偏移量最大的帶電粒子離開平行金屬板a、b時(shí)的速度為v，由動能定理 （1分）解得 v=m/s 所帶電粒子離開平行金屬板a、b時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角q=arccos= （1分）偏移量最大的在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓心角a= （1分）在磁場中做圓周運(yùn)動的時(shí)間t1= （1分）當(dāng)電壓為零時(shí)進(jìn)入磁場的帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的時(shí)間t2= （1分）帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期 （1分） 所以，Dt= t1-t

25、2=1.0 ´10-6 s （1分）19為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U若用Q表示污水流量 (單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法正確的是( B )A若污水中正離子較多，則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高B前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪種離子多無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與電壓U成正比，與a、b

26、有關(guān)（20分）如圖所示，ABCDEF是一邊長為L的正六邊形盒，各邊均為絕緣板，盒外有方向垂直紙面向里、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B在盒內(nèi)有兩個(gè)與AF邊平行的金屬板M、N，且金屬板N靠近盒子的中心O點(diǎn)，金屬板M和盒子AF邊的中點(diǎn)均開有小孔，兩小孔與O點(diǎn)在同一直線上現(xiàn)在O點(diǎn)靜止放置一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計(jì)粒子的重力）（1）如果在金屬板N、M間加上電壓UNM=U0時(shí)，粒子從AF邊小孔射出后直接打在A點(diǎn)，試求電壓U0的大小（2）如果改變金屬板N、M間所加電壓，試判斷粒子從AF邊小孔射出后能否直接打在C點(diǎn)若不能，說明理由；若能，請求出此時(shí)電壓UNM的大小（3）如果給金屬板N、

27、M間加一合適的電壓，粒子從AF邊小孔射出后恰好能以最短時(shí)間回到該小孔（粒子打在盒子各邊時(shí)都不損失動能），試求最短時(shí)間24（20分）解：（1）依題意，R=L/4，由qvB=mv2/R，qU0=，解得U0=（2）設(shè)AF中點(diǎn)為G，連接GC，作其垂直平分線，與AF延長線交點(diǎn)即為圓心由相似三角形得R=OG=13L/4，qvB=mv2/R，q=，UNM=（3）由于粒子在磁場中運(yùn)動周期T=，T與速率無關(guān)粒子撞擊BC中點(diǎn)和DE中點(diǎn)后回到G，用時(shí)最短圓周半徑R=3L/2，得到最短時(shí)間t=18（13分）湯姆生在測定陰極射線荷質(zhì)比時(shí)采用的方法是利用電場、磁場偏轉(zhuǎn)法，即測出陰極射線在勻強(qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場中穿過一定距離時(shí)

28、的偏角設(shè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，陰極射線垂直電場射入、穿過水平距離L后的運(yùn)動偏角為q（q 較小，q tanq ）（如圖11A所示）；以勻強(qiáng)磁場B代替電場，測出經(jīng)過同樣長的一段弧長L的運(yùn)動偏角為j（如圖11B），試以E、B、L、q 、j 表示組成陰極射線粒子比荷q / m的關(guān)系式18解析：在電場中偏轉(zhuǎn)Latatanq tanq tanq q q 在磁場中偏轉(zhuǎn)，設(shè)電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動半徑為RLR·7聯(lián)立消去整理得17、（18分）如圖所示，在x>0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于x0y平面的勻強(qiáng)磁場B，磁場的左邊界為x=0，一個(gè)帶電量為q=+1.0×1017C，質(zhì)量為m=2.0&

29、#215;1025kg 的粒子，沿x的正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)0射入磁場，恰好經(jīng)過磁場中的P點(diǎn)，P點(diǎn)的坐標(biāo)如圖所示，已知粒子的動能為E=1.0×1013J（不計(jì)粒子重力）（1）在磁場中畫出粒子的運(yùn)動軌跡并標(biāo)出磁場的方向；（2）求出勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;（3）求出粒子在磁場中從0點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的時(shí)間。17、（2）由幾何關(guān)系求出粒子在磁場中做勻速運(yùn)動的半徑：r2=202+(40-r)2又因：Bqv=mv2/r， 而EK=mv2/2 可求得：B=8.0×102T（3）由圖可知Sin=15/25=3/5故370，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，則到P點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)過的圓心角為：+9001270 粒子從

30、0點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)所用的時(shí)間為：t=T/3600，其中T=2m/Bq t=5.54×10-7s9如圖5是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R10cm的圓柱形桶內(nèi)有BT的勻強(qiáng)磁場，方向平行于軸線，在圓柱桶某一直徑兩端開有小孔，作為入射孔和出射孔離子束以不同角度入射，最后有不同速度的離子束射出現(xiàn)有一離子源發(fā)射荷質(zhì)比為g 2×C/kg的陽離子，且離子束中速度分布連續(xù)當(dāng)角q 45°，出射離子速度v的大小是（B）圖5 Am/sBm/sCm/sDm/s14（10分）在原子反應(yīng)堆中抽動液態(tài)金屬在醫(yī)療器械中抽動血液等導(dǎo)電液體時(shí)，由于不允許傳動的機(jī)械部分與這些液體相接觸，常使用一

31、種電磁泵，如圖8所示這種電磁泵的結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)管放在磁場中，當(dāng)電流穿過導(dǎo)電液體時(shí)，這種液體即被驅(qū)動，問： （1）這種電磁泵的原理是怎樣的?（2）若導(dǎo)管內(nèi)截面積為w×h，磁場的寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B（看成勻強(qiáng)磁場），液體穿過磁場區(qū)域的電流強(qiáng)度為I，如圖8所示，求驅(qū)動力造成的壓強(qiáng)差為多少?14（1）工作原理：電流在磁場中受安培力 （2）I·h·B .3設(shè)有一固定的S極磁單極子，其磁場分布與負(fù)點(diǎn)電荷電場分布相似，周圍磁感線呈均勻輻射狀分布，如圖所示。距離它對r處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k/r2，k 為常數(shù)，現(xiàn)有一帶正電的小球在S極附近做勻速圓周運(yùn)動，則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動的

32、判斷正確的是( )A小球的運(yùn)動軌跡平面在S的正上方，如圖甲所示B小球的運(yùn)動軌跡平面在S的正下方，如圖乙所示C從S極看去小球的運(yùn)動方向是順時(shí)針的D從S極看去小球的運(yùn)動方向是逆時(shí)針的 6研究表明，無限大的均勻帶電平面在周圍空間會形成與平面垂直的勻強(qiáng)電場現(xiàn)有兩塊無限大的均勻絕緣帶電平面，一塊帶正電，一塊帶負(fù)電，把它們正交放置如圖甲所示，單位面積所帶電荷量的數(shù)值相等圖甲中直線A1B1和A2B2分別為帶正電的平面和帶負(fù)電的平面與紙面正交的交線，O為兩交線的交點(diǎn)則圖乙中能正確反映等勢面分布情況的是( )A1B1A2B2O圖甲A1B1A2B2OBA1B1A2B2OAA1B1A2B2OCA1B1A2B2OD圖

33、乙10.如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場，其中x軸上方的電場方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在電場左邊界上A（2l0，l0）到C（2l0，0）區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為q、質(zhì)量為m的粒子。從某時(shí)刻起由A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子，依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場。若從A點(diǎn)射入的粒子，恰好從y軸上的A（0，l0）沿x軸正方向射出電場，其軌跡如圖。不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用。求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；求在AC間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向運(yùn)動？ AOxyv0v0EECAx=2l0Cx=2l00. 從A點(diǎn)射出的粒子，由A到A的運(yùn)動時(shí)間為T，根據(jù)運(yùn)動軌跡和對稱性可得 x軸方向 y軸方向