如右图所示为研究带电粒子在磁场中偏转问题的实验装置:M.N是竖直放置的两正对着的平行金属板.S1.S2是板上两个正对的小孔.其中N板的右侧有一个在竖直面内.以O为圆心的圆形区域.该区域内存在垂直圆面向外的匀强磁场.另有一个同样以O为圆心的半圆形荧光屏AO′C.已知S1.S2.O和荧光屏的中间位置O′在同一直线上.且AC⊥S1O′.当在M.N板间加恒定电压U时.一带正� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如右图所示为研究带电粒子在磁场中偏转问题的实验装置：M、N是竖直放置的两正对着的平行金属板，S1、S2是板上两个正对的小孔，其中N板的右侧有一个在竖直面内，以O为圆心的圆形区域，该区域内存在垂直圆面向外的匀强磁场，另有一个同样以O为圆心的半圆形荧光屏AO′C.已知S1、S2、O和荧光屏的中间位置O′在同一直线上，且AC⊥S1O′.当在M、N板间加恒定电压U时，一带正电离子在S1处由静止开始加速向S2孔运动，最后打在图示的荧光屏上的P处，∠COP＝30°.若要让上述带正电离子(不计重力)仍在S1处由静止开始加速，最后打在图示的荧光屏下边缘C处，求M、N板间所加电压的大小U′.

解析试题分析：设离子的质量为m，电荷量为q，磁场的磁感应强度为B，所在区域的半径为R，离子加速后获得的速度为v.当电压为U时，由动能定理有①

在磁场中，离子做匀速圆周运动(见右图)由牛顿定律可知
②
由①②式得③
其中④
当电压为U′时，离子打在C处，同理有⑤
其中⑥
由③④⑤⑥可解得.
考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动
点评：考查动能定理、牛顿第二定律、运动学公式、向心力公式，注意巧用几何知识，当心运动轨迹的半径与圆形磁场的半径不能混淆，

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把一根长l = 10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，

（1）当导线中通以I₁ = 2A的电流时，导线受到的安培力大小为 1.0×10^－7N，则该磁场的磁感应强度为多少？
（2）若该导线中通以I₂ = 3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？

如图所示，相距为d的L₁和L₂两条平行虚线是上下两个匀强磁场的边界，L₁上方和L₂下方都是垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，M、N两点都在L₂上，M点有一放射源其放射性元素衰变前原子核的质量为m，它释放出一个质量为m₁，带电量为-q的粒子后，产生的新原子核质量为m₂，释放出的粒子以初速度v与L₂成30^o角斜向上射入，经过一段时间恰好斜向上通过N点(不计重力)，求：

(1)该原子核发生衰变的过程中释放的核能；
(2)说明粒子过N点时的速度大小和方向，并求从M到N的时间及路程。

在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0 J，在M点的动能为6.0 J，不计空气的阻力。求：

（1）小球水平位移x₁与x₂的比值。
（2）小球落到B点时的动能E_kB。
（3）小球所受电场力与重力的大小之比。

（12分）一质量为m、带电量为＋q的粒子以速度v₀从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强大小为大小为E，方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方c点，如图所示，已知 b到O的距离为L，粒子的重力不计，试求：

（1）磁感应强度B
（2）圆形匀强磁场区域的最小面积；
（3）c点到b点的距离

（12分）如图所示的直角坐标系xOy中，x<0，y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，x轴上P点坐标为（-L，0），y轴上M点的坐标为（0，）。有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过M点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点（图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：

（1）粒子在M点的速度v′；
（2）C点与O点的距离x_c；
（3）匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值。

环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示。若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示。那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是：

A．大小恒定，顺时针方向	B．大小恒定，逆时针方向
C．大小逐渐增加，顺时针方向	D．大小逐渐减小，逆时针方向

如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝4/5，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为( )

如图,水平桌面上固定有一半径为R的光滑金属细圆环,环面水平,圆环总电阻为r;空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒AC置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。一拉力作用于棒中点使其以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是

A．棒运动过程中产生的感应电流在棒中由A流向C

B．棒通过整个圆环所用的时间为

C．棒经过环心时流过棒的电流为

D．棒经过环心时所受安培力的大小为

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