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    (12分)如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，电压的大小为U0，周期为T0。在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)

    (1)求粒子到达S2时的速度大小v
    (2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件；
    (3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t=T0时刻再次到达S1，而再次进入电场被加速，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。
    （1）（2）B<（3）

    试题分析：（1）粒子由S1至S2的过程中，根据动能定理得
                 2分
               1分
    (2)设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得
                   1分
    要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，须满足2R>           1分
    得B<             1分
    （3）设极板间距d、粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t1，有d=vt1          1分
    粒子由S1至S2的过程中，粒子做匀加速直线运动有             1分
                1分
    粒子在磁场中运动的时间为             1分
    设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由结合运动学公式得
                1分
    由题意得T=t2
    得                1分
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （18分）如图，POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场，POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OP与x轴成θ角．不计重力的负电荷，质量为m、电量为q，从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP进入磁场，又垂直x轴离开磁场．求：

    （1）电荷进入磁场时的速度大小
    （2）电场力对电荷做的功
    （3）电场强度E与磁感应强度B的比值

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （12分）如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，导体棒及导轨的电阻不计，所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下。现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象。设导轨足够长，求：

    （1）力F的大小；
    （2）t =1.2s时，导体棒的加速度；
    （3）估算1.6s内电阻R上产生的热量。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （18分）如图甲所示，竖直面MN的左侧空间存在竖直向上的匀强电场（上、下及左侧无边界）。一个质量为m、电量为q的可视为质点的带正电的小球，以大小为v0的速度垂直于竖直面MN向右作直线运动。小球在t=0时刻通过电场中的P点，为使小球能在以后的运动中竖直向下通过D点（P、D间距为L，且它们的连线垂直于竖直平面MN，D到竖直面MN的距离DQ等于L/π），经过研究，可以在电场所在的空间叠加如图乙所示随时间周期性变化的、垂直纸面向里的磁场，设且为未知量。求：
    （1）场强E的大小；
    （2）如果磁感应强度B0为已知量，试推出满足条件t1的表达式；
    （3）进一步的研究表明，竖直向下的通过D点的小球将做周期性运动。则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小，并在图中定性画出此时小球运动一个周期的轨迹。
         

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，匀强电场场强为E，方向竖直向下，一带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，则 
    A．此微粒带正电荷
    B．此微粒带负电荷
    C．此微粒沿顺时针方向转动
    D．此微粒沿逆时针方向转动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如右图所示，一平行板电容器，右极板接电源正极，板长为2d，板间距离为d。一带电量为q、质量为m的负离子（重力不计）以速度v0贴近左极板沿极板方向射入，恰从右极板下边缘射出。在右极板右侧空间存在垂直纸面方向的匀强磁场（未标出）。要使该负离子在磁场中运动后，又恰能直接从右极板上边缘进入电场，则
    A．磁场方向垂直纸面向里
    B．磁场方向垂直纸面向外
    C．磁感应强度大小为
    D．在磁场中运动时间为

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在竖直虚线MN和之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子（不计重力）以初速度v0由A点垂直于MN进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C点离开场区。如果撤去磁场，该粒子将从B点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D点离开场区。则下列判断正确的是（    ）


    A．该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同
    B．该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同
    C．匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比
    D．若该粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在空间某一匀强电场中，将一质量为m．电荷量为q的小球由静止释放．带电小球 的运动轨迹为一直线．该直线与竖直方向成锐角，电场强度大小为E。则下列说法中正确的足
    A．由于小球所受的电场力和重力做功均与路径无关．故小球的机械能守恒
    B．若，则小球的电势能不变．机械能守恒
    c．若且-则小球的动能必增大，电势能可能增大
    D．若且．则小球的动能必增大．电势能可能增大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （15分）如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐进线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变。除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s2。

    （1）求导体棒ab在0－12s内的加速度大小
    （2）求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值
    （3）若t=17s时，导体棒ab达最大速度，从0－17s内共发生位移100m，试求12s－17s内，R上产生的热量是多少？

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