题目列表(包括答案和解析)
图11
(1)大致画出带电粒子一个周期的运动轨迹；
(2)带电粒子运动一个周期内走过的路程；
(3)粒子从t=0时刻开始运动6.28×10-2s的过程中，粒子运动了几个周期.
某空间存在着如图8－2－27甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场．在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘．在t1＝0时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止开始做加速度相同的运动．在A、B一起向左运动的过程中，以下说法正确的是 ( )．
图8－2－27
A．图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系
B．图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系
C．图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系
D．图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系
某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样，首先，如图甲所示，在真空空间的竖直平面内建立直角坐标系
，在
和
处有两个与
轴平行的水平界面
和
，它们把空间分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，在三个区域内分别存在匀强磁场
、
、
，其
大小满足
，方
向如图甲所示．在Ⅱ区域内的
轴左右
两侧还分别存在匀强电场
、
(图中
未画出)，忽略所有电、磁场的边缘效应．
是以坐标原点
为中心对称的正方
形，其边长
．现在界面上的
A处沿轴正方向发射一比荷
的带正电荷的粒子(重力不计)，粒子恰能沿图中实线途经B、C、，D三点后回到A点并做周期性运动，轨迹构成一个“0”字．已知粒子每次穿越Ⅱ区域时均做直线运动．
(1)求、的大小和方向．
(2)去掉Ⅱ和Ⅲ区域中的匀强电场和磁场，其他条件不变，仍在A处以相同的速度发射相同的粒子，请在Ⅱ和Ⅲ区城内重新设计适当的匀强电场或匀强磁场，使粒子运动的轨迹成为上下对称的“8”字，且粒子运动的周期跟甲图中相同．请通过必要的计算和分析，求出你所设计的“场”的大小、方向和区域，并在乙图中描绘出带电粒子的运动轨迹和你所设计的“场”．(上面半圆轨迹已在图中画出)
坐标系，在
和
m处有两个与
轴平行的水平界面
和
把空间分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，在三个区域中分别存在匀强磁场
、
、
，其大小满足
，方向如图甲所示.在Ⅱ区域中的
轴左右两侧还分别存在匀强电场
、
（图中未画出），忽略所有电、磁场的边缘效应. 
是以坐标原点
为中心对称的正方形，其边长
.现在界面上的
处沿轴正方向发射一比荷
C/kg的带正电荷的粒子（其重力不计），粒子恰能沿图中实线途经
三点后回到点并做周期性运动，轨迹构成一个“0”字.己知粒子每次穿越Ⅱ区域时均做直线运动. 、场的大小和方向.处以相同的速度发射相同的粒子，请在Ⅱ和Ⅲ区城内重新设计适当的匀强电场或匀强磁场，使粒子运动的轨迹成为上、下对称的“8”字，且粒子运动的周期跟甲图中相同，请通过必要的计算和分析，求出你所设计的“场”的大小、方向和区域，并在乙图中描绘出带电粒子的运动轨迹和你所设计的“场”.（上面半圆轨迹己在图中画出）
=108C/kg的带正电荷的粒子（其重力不计），粒子恰能沿图中实线途经BCD三点后回到A点并做周期性运动，轨迹构
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答 案
CD
AC
D
AB
C
BD
AD
BC
ABC
BC
二、本题共3小题，共14分。
11.（1）左； （2分） （2）大 （2分）
12.（1）小于； （2分） （2）9.4 （2分）
13.（1）R1； （2分） （2）见答图1；（2分）
（3）BD （2分）
三、本题共7小题，共56分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。
14.（7分）
解：（1）金属杆刚进入磁场切割磁感线产生的电动势E=Blv，…………………（1分）
根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R的电流大小I=
=
（2）M、N两端电压为路端电压，则UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)
（3）每秒钟重力势能转化为电能E=
（R+r）t =0.25J…………………………（2分）
15.（7分）
解：（1）带电粒子匀速通过场区时受到的电场力与洛仑兹力平衡，qE=qv0B，解得磁感应强度
……………………………………………………………………（2分）
（2）电子通过电场区偏转的距离
……………………………………（2分）
（3）设粒子运动到下极板时的动能大小为Ek，根据动能定理
q?2E?
d = Ek-
………………………………………………………………（1分）
解得Ek =
………………………………………………………………………（2分）
16．（8分）
解：（1）油滴速度为
时所受阻力
=k,
油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有=mg……………………………………（1分）
…………………………………………………………………………（1分）
则
…………………………………………………………………………（2分）
（2）设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力F电
，
油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，
………………（2分）
则油滴所带电荷量
………………………………………………（2分）
17.（8分）
解：（1）在0～0.3s时间内感应电动势
……………（1分）
在0.3～0.5s时间内感应电动势
………………………（1分）
（2）在0～0.3s时间内
………（1分）
在0.3～0.5s时间内
…………（1分）
i-t图象如答图2所示。………………（1分）
（3）在0～0.3s时间内，圆环中产生的热量
……（1分）
在0.3～0.5s时间内，圆环中产生的热量
……（1分）在0～10s内圆环中产生的热量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………（1分）
说明：其他解法正确也得分，数值计算问题不重复扣分。
18.（8分）
解：（1）电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场的速度大小，设为v,由动能定理
………（1分）
解得
……………………………………（2分）
（2）当磁感应强度为峰值B0时，电子束有最大偏转，在荧光屏上打在Q点，
。电子运动轨迹如答图3所示，设此时的偏转角度为θ，由几何关系可知，
，
……………………………（1分）
根据几何关系，电子束在磁场中运动路径所对圆心角α=θ，而
…………………（1分）
由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得evB0=mv2/R………………………………………（1分）
解得
…………………………………………………………………………（2分）
19.（9分）
解：（1）电场力F电与洛仑兹力f洛大小之比
……………………（2分）
（2）电场力与场强方向相同，洛仑兹力与磁感应强度方向（即场强方向）垂直，带电质点受电场力和洛仑兹力的合力与重力平衡，故磁场和电场方向与yOz平面平行，与-y方向成53°斜向下，方向如答图4所示。
(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………（1分）
解得q=2.0×10-5C……………………………………（2分）
（3）撤去磁场后，带电质点在沿x轴方向上做匀速直线运动，经过时间t=0.20s,沿x轴方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………（1分）
带电质点受恒定合力，其大小等于洛仑兹力，方向与洛仑兹力方向相反。由几何关系可知质点受合力方向与+y方向成37°斜向下。
质点的加速度
，
位移s在y轴方向的分量y=scos37°=9.6cm，………………………………………（1分）
在z轴方向的分量z=-ssin37°=－7.2cm。………………………………………………（1分）
所以，经过时间t=0.2s带电质点的位置为（20m，9.6cm，－7.2cm）……………（1分）
20.（9分）
解：(1)磁流体发电机电动势E=Bdv ……………………………………………………(1分)
用左手定则判断出正离子向N板偏转，因此N板的电势高…………………………(1分)
(2)两板间海水的电阻
，回路中的电流
……………………………(1分)
磁场对管道内海水的作用力F磁=BId
解得F磁=
……………………………………………………………………… (1分)
方向与v方向相反(水平向东) ……………………………………………………………(1分)
(3)在t时间内管道中海水移动的距离为s=vt …………………………………………(1分)
在t时间内克服摩擦阻力的功W1=kvs，克服磁场力做功W2=F磁s ………………(1分)
在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能E=W1+W2=
……… (2分)
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