题目列表(包括答案和解析)
14.如图所示,带电量为+q、质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上由静止下滑,匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度为B.则小球在斜面上滑行的最大速度为________,小球在斜面上滑行的最大距离为________(斜面足够长).
答案:
解析:小球沿光滑斜面下滑时,受到重力G=mg、洛伦兹力f洛=Bqv和斜面的支持力N的作用,如图所示.
由于N+Bqv=mgcos θ,当N=0时,小球离开斜面,此时小球速度最大,
vm=mgcos θ/(Bq).
当小球在斜面上运动时,所受合外力F=mgsin θ,根据牛顿第二定律可得小球的加速度a=gsin θ,又因为小球的初速度v0=0,根据匀变速运动的公式可得sm=.
13.如图MN表示垂直纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域,最后到达平板上的P点.已知B、v以及P到O的距离l.不计重力,则此粒子的比荷为________.
答案:
解析:因粒子经O点时的速度垂直于OP,故OP=2R,
又R=,所以=.
12.如图所示,有一垂直于纸面向外的磁感应强度为B的有界匀强磁场(边界上有磁场),其边界为一边长为L的正三角形,A、B、C为三角形的顶点.今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度v=从AB边上某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场,然后从BC边上某点Q射出.若从P点射入的该粒子能从Q点射出,则( )
A.|PB|<L B.|PB|<L
C.|QB|≤L D.|QB|≤L
答案:AD
解析:考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动.本题粒子的半径确定,圆心必定在经过AB的直线上,可将粒子的半圆轨迹画出来,然后移动三角形,获取AC边的切点以及从BC边射出的最远点.由半径公式可得粒子在磁场中做圆周运动的半径R=l,如图所示,当圆心处于O1位置时,粒子正好从AC边切过,并从BC边切过,因此入射点P1为离B最远的点,满足|PB|<L,A对;当圆心处于Q2位置时,粒子从P2射入,打在BC边的Q点,由于此时Q点距离AB最远,为圆的半径R,故|QB|最大,即|QB|≤L,D对.
11.如图所示,匀强电场水平向右,虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场,虚线左边有一固定的光滑水平杆,杆右端恰好与虚线重合.有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放,带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后,开始一小段时间内,小球( )
A.可能做匀速直线运动 B.一定做变加速曲线运动
C.重力势能可能减小 D.电势能可能增加
答案:BC
解析:在光滑水平杆上小球由静止释放向右运动,说明小球带正电,在复合场中小球受三个力作用,重力、电场力、洛伦兹力,因电场力做正功,速度在变化,重力与洛伦兹力不可能始终相等,小球不可能做匀速直线运动,A错;若重力与洛伦兹力的合力向上,此时重力做负功,重力势能可能增加;若重力与洛伦兹力合力向下,则重力做正功,重力势能可能减小,C对;重力、电场力、洛伦兹力三力的合力与小球运动的速度方向不在一条直线上,小球一定做变加速曲线运动,B对;电场力始终做正功,电势能一定减小,D错,本题选BC.
10.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场方向水平(图中垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是
( )
A.若仅撤去电场,P可能做匀加速直线运动
B.若仅撤去磁场,P可能做匀加速直线运动
C.若给P一初速度,P不可能做匀速直线运动
D.若给P一初速度,P可能做匀速圆周运动
答案:D
解析:因为带电油滴原来处于静止状态,故应考虑带电油滴所受的重力.当仅撤去电场时,带电油滴在重力作用下开始加速,但由于受变化的磁场力作用,带电油滴不可能做匀加速直线运动,A错;若仅撤去磁场,带电油滴仍处于静止,B错;若给P的初速度方向平行于磁感线,因所受的磁场力为零,所以P可以做匀速直线运动,C错;当P的初速度方向平行于纸面时,带电油滴在磁场力作用下可能做顺时针方向的匀速圆周运动.
9.如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球(电荷量为+q,质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是( )
答案:CD
解析:在A图中刚进入复合场时,带电小球受到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力,在重力的作用下,小球的速度要变大,洛伦兹力也会变大,所以水平方向受力不可能总是平衡,A选项错误;B图中小球要受到向下的重力、向上的电场力、向外的洛伦兹力,小球要向外偏转,不可能沿直线通过复合场,B选项错误;C图中小球受到向下的重力、向右的洛伦兹力、沿电场方向的电场力,若这三个力的合力正好为0,则小球将沿直线通过复合场,C选项正确;D图中小球只受到向下的重力和向上的电场力,都在竖直方向上,小球可能沿直线通过复合场,D选项正确.
8.(2010·潍坊)如图所示,质量为m,带电荷量为+q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上,整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中,磁感应强度大小为B.现给环一向右的初速度v0,则( )
A.环将向右减速,最后匀速
B.环将向右减速,最后停止运动
C.从环开始运动到最后达到稳定状态,损失的机械能是mv02
D.从环开始运动到最后达到稳定状态,损失的机械能是mv02-m2
答案:AD
解析:环在向右运动过程中受重力mg,洛伦兹力F,杆对环的支持力、摩擦力作用,由于v0>,∴ qv0B>mg,在竖直方向有qvB=mg+FN,在水平方向存在向左的摩擦力作用,所以环的速度越来越小,当FN=0时,Ff=0,环将作速度v1=的匀速直线运动,A对B错;从环开始运动到最后达到稳定状态,损失的机械能为动能的减少,即mv02-m2,故D对C错;正确答案为AD.
7.在赤道处,将一小球向东水平抛出,落地点为a;给小球带上电荷后,仍以原来的速度抛出,考虑地磁场的影响,下列说法正确的是( )
A.无论小球带何种电荷,小球仍会落在a点
B.无论小球带何种电荷,小球下落时间都会延长
C.若小球带负电荷,小球会落在更远的b点
D.若小球带正电荷,小球会落在更远的b点
答案:D
解析:从南向北观察小球的运动轨迹如图所示,如果小球带正电荷,则洛伦兹力斜向右上,该洛伦兹力竖直向上和水平向右均有分力,因此,小球落地时间会变长,水平位移会变大;同理,若小球带负电,则小球落地时间会变短,水平位移会变短,故选项D正确.
6.显像管是电视机的重要组成部分.如图所示,为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常时偏小,不可能是下列哪些原因引起的( )
A.电子枪发射能力减弱,电子数减少
B.加速电场的电压过高,电子速率偏大
C.偏转线圈匝间短路,线圈匝数减少
D.偏转线圈的电流过小,偏转磁场减弱
答案:A
解析:画面变小是由于电子束的偏转角减小,即轨道半径变大造成的,由公式R=知,因为加速电压增大,将引起v增大,而偏转线圈匝数或电流减小,都会引起B减小,从而使轨道半径增大,偏转角减小,画面变小.
5.(2010·济宁模拟)一束带电粒子以同一速度,并以同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子q1的轨迹半径为r1,粒子q2的轨迹半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是它们的带电量,则( )
A.q1带负电、q2带正电,荷质比之比为∶=2∶1
B.q1带负电、q2带正电,荷质比之比为∶=1∶2
C.q1带正电、q2带负电,荷质比之比为∶=2∶1
D.q1带正电、q2带负电,荷质比之比为∶=1∶1
答案:C
解析:由左手定则可以判断,q1带正电,q2带负电,再由r=可知,r1∶r2=∶故∶=r2∶r1=2∶1,C正确.
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