一、選擇題(本大題共7小題,每小題8分,共56分。每小題至少一個答案正確,選不全得4分)

　　1.帶正電的甲、乙、丙三個粒子(不計重力)分別以速度v甲、v乙、v丙垂直射入電場和磁場相互垂直的復(fù)合場中,其軌跡如圖所示,則下列說法正確的是(　　)

　　A.v甲>v乙>v丙 B.v甲BvdC

　　B.當開關(guān)S斷開時,穩(wěn)定后電容器的電荷量QBvdC

　　二、計算題(本大題共3小題,共44分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)

　　8.(2013·湛江模擬)(12分)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子由靜止開始釋放,經(jīng)M、N板間的電場加速后,從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中,該粒子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L,如圖所示。已知M、N兩板間的電壓為U,粒子的重力不計。求:勻強磁場的磁感應(yīng)強度B。

　　9.(能力挑戰(zhàn)題)(14分)如圖所示,一個帶電的小球從P點自由下落,P點距場區(qū)邊界MN高為h,邊界MN下方有方向豎直向下、電場場強為E的勻強電場,同時還有垂直于紙面的勻強磁場,小球從邊界上的a點進入電場與磁場的復(fù)合場后,恰能做勻速圓周運動,并從邊界上的b點穿出,已知ab=L,求:

　　(1)小球的帶電性質(zhì)及其電量與質(zhì)量的比值;

　　(2)該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向;

　　(3)小球從P經(jīng)a至b時,共需時間為多少?

　　10.(2012·重慶高考)(18分)有人設(shè)計了一種帶電顆粒的速率分選裝置,其原理如圖所示。兩帶電金屬板間有勻強電場。方向豎直向上,其中PQNM矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外的勻強磁場。一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為的帶正電顆粒,以不同的速率沿著磁場區(qū)域的水平中心線O′O進入兩金屬板之間,其中速率為v0的顆粒剛好從Q點處離開磁場,然后做勻速直線運動到達收集板。重力加速度為g,PQ=3d,NQ=2d,收集板與NQ的距離為l,不計顆粒間相互作用。求:

　　(1)電場強度E的大小;

　　(2)磁感應(yīng)強度B的大小;

　　(3)速率為λv0(λ>1)的顆粒打在收集板上的位置到O點的距離。

　　答案解析

　　1.【解析】選A。由左手定則可判斷正電荷所受洛倫茲力向上,而所受的電場力向下,由運動軌跡可判斷qv甲B>qE即v甲>,同理可得v乙=,v丙<,所以v甲>v乙>

　　v丙,故A正確、B錯;電場力對甲做負功,甲的速度一定減小,對丙做正功,丙的速度一定變大,故C、D錯誤。

　　2.【解析】選A、D。由于海水向北流動,地磁場有豎直向下的分量,由左手定則可知,正電荷偏向西側(cè)極板,負電荷偏向東側(cè)極板,即西側(cè)極板電勢高,東側(cè)極板電勢低,故選項A正確;對于流過兩極板間的帶電粒子有:qvB2=q,即v==

　　m/s=0.2 m/s,故選項D正確。

　　3.【解析】選C、D。正交電磁場區(qū)域Ⅰ實際上是一個速度選擇器,這束正離子在區(qū)域Ⅰ中均不偏轉(zhuǎn),說明它們具有相同的速度,故C正確。在區(qū)域Ⅱ中半徑相同,

　　R=,所以它們應(yīng)具有相同的比荷。C、D正確。

　　4.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點:

　　(1)弄清帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)角與粒子在磁場中做圓周運動的圓心角的關(guān)系。

　　(2)寫出d與U、v0的函數(shù)關(guān)系式。

　　【解析】選A。帶電粒子射出電場時速度的偏轉(zhuǎn)角為θ,運動軌跡如圖所示,有:

　　cosθ=,又R=,而d=2Rcosθ=2cosθ=,選項A正確。

　　5.【解析】選A、C。帶電粒子進入復(fù)合場后,受到電場力和洛倫茲力Bqv。粒子動能減小說明電場力做負功,Bqv0,所以A、C正確。

　　【變式備選】三個質(zhì)量相同的質(zhì)點a、b、c帶有等量的正電荷,它們從靜止開始,同時從相同的高度落下,下落過程中a、b、c分別進入如圖所示的勻強電場、勻強磁場和真空區(qū)域中,設(shè)它們都將落到同一水平地面上,不計空氣阻力,則下列說法中正確的是　(　　)

　　A.落地時a的動能最大

　　B.落地時a、b的動能一樣大

　　C.b的落地時間最短

　　D.c的落地時間最長

　　【解析】選A。由于洛倫茲力對運動的電荷不做功,而質(zhì)點a在下落過程中有電場力對其做正功,所以落地時動能最大,選項A正確,B錯誤;質(zhì)點a和c在豎直方向做自由落體運動,起始高度相同,落地時間相同;質(zhì)點b受洛倫茲力作用,在豎直方向運動的加速度小于g,落地時間最長,C、D錯誤。

　　6.【解析】選D。質(zhì)子在電場中,d=v0t,d=t,m()2=5Ek,vy=at,a=,解得E=,A、B錯誤。再根據(jù)ev0B=,B=,故C錯誤、D正確。

　　7.【解析】選C。洛倫茲力使正離子向N板偏轉(zhuǎn),負離子向M板偏轉(zhuǎn),當q=qvB時離子不再偏轉(zhuǎn),故斷開開關(guān)S時,電容器兩極所能達到的最大電壓UC=Bvd,最大電荷量Q=BvdC,A、B均錯;當開關(guān)S閉合時,平行金屬板及等離子群相當于一電源,電源電動勢E=Bvd,由于內(nèi)阻的存在,使得U′C=U′MN