题目内容

（9分）如图所示,PQ是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（右侧有挡板）,整个空间有平行于平板向左、场强为E的匀强电场,在板上C点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一个质量为m,电荷量为q的小物块,从C点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动.当物体碰到右端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,小物块返回时在磁场中恰做匀速运动.已知平板QC部分的长度为L,物块与平板间的动摩擦因数为μ求:

（1）判断物块的电性；
（2）小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功；
（3）小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能。
（1）负电
（2）
（3）
（1）负电                                        -----------------2分
（2）设小物块向右匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有
                                                     ①
设小物块在向右运动过程中克服摩擦力做的功为W,由动能定理有
                                                        ②
由①②式解得                                           ③
                          ④
（3）设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2,与右端挡板碰撞过程损失的机械能为,则有
                                                                  ⑤
                                                         ⑥
由③⑤⑥式解得                    ⑦
①---⑦


权

 

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每个1分,共7分

练习册系列答案
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一宇宙人在太空（万有引力可以忽略不计）玩垒球。如图所示，辽阔的太空球场半侧为匀强电场，另半侧为匀强磁场，电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面，电场方向与界面垂直，磁场方向垂直纸面向里，电场强度大小。宇宙人位于电场一侧距界面为的点，为点至界面垂线的垂足，点位于纸面上点的右侧，与磁场的方向垂直。垒球的质量，电量。宇宙人从点以初速度平行于界面投出垒球，要使垒球第一次通过界面时就击中点，求：（计算结果保留三位有效数字）
（1）、两点之间的距离。
（2）垒球从抛出到第一次回到点的时间。
（14分）如图13所示，在平面直角坐标系中，仅在第Ⅱ象限存在沿轴正方向的匀强电场，一质量为，电荷量为，可视为质点的带正电粒子（重力不计）从轴负半轴处的M点，以初速度垂直于轴射入电场，经轴上处的P点进入第I象限。
（1）求电场强度的大小和粒子进入第I象限的速度大小。
（2）现要在第I象限内加一半轻适当的半圆形匀强磁场区域，使（1）问中进入第I象限的粒子，恰好以垂直于轴的方向射出磁场。求所知磁场区域的半径。要求；磁场区域的边界过坐标原点，圆心在一上，磁场方向垂直于从标平面向外，磁感应强度为
（20分）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离的距离。以屏中心O为原点建立直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。
（1）设一个质量为、电荷量为的正离子以速度沿的方向从点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离；
（2）假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。
上述装置中，保留原电场，再在板间加沿方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O＇点沿方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点，对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm，其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相等，但入射速度都很大，且在板间运动时方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度。
如图10所示，在坐标系xoy平面的x＞0区域内，有电场强度E=2×105N/C，方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B＝0.20 T，方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN，在x轴上的P(10，0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m＝6.4×10-27kg，电量q＝3.2×10-19C的带正电粒子，其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场，并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动（整个装置都处在真空中），求：
（1）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；
（2）荧光屏上闪光点的范围；
（3）荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。
．如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是 
A．将变阻器滑动头P向右滑动
B．将变阻器滑动头P向左滑动
C．将极板间距离适当减小
D．将极板间距离适当增大
如图所示，等腰直角三角形ABC区域内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面匈里的匀强磁场，AB边水平。磁场下方有一方向水平向右的匀强电场。现有一质量为m电量为q的负离子（重力不计），以速度v0沿图中虚线垂直电场且正对三角形ABC的顶点C射入，穿过电场区域后，负离子从AB边进入磁场，又从AB边射出。已知AB=，电场宽度L=。求：

（1）负离子在AB边上入射点与出射点的距离；
（2）保持电场宽度L不变，调整电场上边界与磁场边界AB间的距离及电场强度的大小，使负离子在磁场中运动的时间最长，则此时电场强度E多大？
三个带正电的粒子a、b、c以相同的初动能从同一点水平射入正交的电磁场中，不计带电粒子的重力，粒子运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是：
A．三个粒子中a的质量最小
B．三个粒子中c的电荷量最大
C．b粒子从电磁场右端射入时也能沿直线前进
D．在电磁场运动的过程中a粒子的动能增加
如图所示, 倾角为θ的绝缘斜面固定在水平面上, 当质量为m、带电荷量为+q的滑块沿斜面匀速下滑时,在此空间突然加上竖直方向的匀强电场,已知滑块受到的电场力小于滑块的重力．则（  ）
A．加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑?
B．加上竖直向下的电场后,滑块仍匀速下滑
C．加上竖直向上的电场后,滑块仍匀速下滑?
D．加上竖直向下的电场后,滑块将加速下滑?

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