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2016-07-22
4.解:根据右手螺旋定则可知直线M处的磁场方向垂直于MN向里,直线N处的磁场方向垂直于MN向外,磁场大小先减小过O点后反向增大,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始上的方向向上,过O得后洛伦兹力的方向向下.由此可知,小球将做匀速直线运动,小球对桌面的压力一直在增大,故AC错误,BD正确.
故选BD.
5.解:A、由麦克斯韦电磁场理论可知,磁感应强度随时间均匀增大时,将产生一个恒定的感应电场,由楞次定律可知,此电场方向与小球初速度方向相同,由于小球带正电,电场力对小球做正功,小球的速度逐渐增大,向心力也随着增大,故A错误,B正确.
C、洛伦兹力对运动电荷不做功,故C错误.
D、带电小球所受洛伦兹力F=qBv,随着速度的增大而增大,故D正确.
故选:BD
6.解:该导线可以用a和d之间的直导线长为L来等效代替,根据F=BIL,可知大小为,方向根据左手定则判断,向上;
故选A.
7. 解析:(1)粒子自P点进入磁场,从O1点水平飞出磁场,运动的半径必为b,则
得
(2)粒子自O1点进入磁场,最后恰好从N板的边缘平行飞出,设运动时间为t,则
2bv0t
t=nT (n=1,2,.....)
解得
(n=1,2,…)
(n=1,2,…)
(3)当t=粒子以速度v0沿O2O1射入电场时,则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场,且进入磁场的速度仍为v0,运动的轨道半径仍为b.
设进入磁场的点为Q,离开磁场的点为R,圆心为O3,如图所示,四边形OQ O3R是菱形,故O R∥ QO3.
所以P、O、R三点共线,即POR为圆的直径.即PR间的距离为2b.
8.(1)粒子经过AB两板,由动能定理可知
① 得 (2)粒子飞出B板后,在Q的作用下做匀速圆周运动,由受力分析可知Q带负电
且 得 (3)粒子沿CD中线进入CD间的电场,做类平抛运动
由 ② ③ 且 ④ 由①~④可得 则飞出CD板时的位置与O点之间的距离为
9.解:(1)根据F=BIL得,B=.
(2)当导线中的电流变化时,导线所在处的磁场不变,则
F=BIL=5×10﹣7×3×0.1N=1.5×10﹣7N.
根据左手定则知,导线所受的安培力方向垂直导线向上.
答:(1)磁场的磁感应强度B的大小为5×10﹣7T.
(2)此时导线所受安培力F的大小为1.5×10﹣7N,方向垂直导线向上.
10.【知识点】带电粒子在磁场中运动 动能定理
【答案解析】(1)(2)方向向左下方与y轴负向成()的夹角 解析: (1)由几何关系知:质子再次回到OP时应平行于x轴正向进入Ⅱ区,设质子从OP上的C点进入Ⅱ区后再从D点垂直x轴进入第四象限,轨迹如图。
由几何关系可知:O1C⊥OX,O1C与OX的交点O2即为Ⅱ内圆弧的圆心,等边三角形。
设质子在Ⅰ区圆运动半径为,在Ⅱ区圆运动半径为,
则:
由 得: ,
同理得:
即区域Ⅱ中磁场的磁感应强度:
(2)D点坐标:
质子从D点再次到达y轴的过程,
设质子再次到达y轴时的速度大小为,
由动能定理:
得:
因粒子在y轴方向上不受力,故在y轴方向上的分速度不变
如图有:
即方向向左下方与y轴负向成()的夹角
【思路点拨】(1)根据运动规律画出运动运动轨迹,然后根据在磁场中运动洛伦兹力提供向心力求得磁感应强度。(2)根据动能定理和电场力做功求得到达D点的速度,在y轴方向上不受力,故在y轴方向上的分速度不变从而求得速度的方向。
11.(1)(-,0),;(2)如图;(3)
该题考查带电粒子在组合场中的运动(1)带电粒子在磁场I中运动的半径为
带电粒子在I磁场中运动了半个圆,回到y轴的坐标
带电粒子在II场区作类平抛运动,根据牛顿第二定律得带电粒子运动的加速度,竖直方向,水平位移,联立得,,第一次回到x轴的位置(-,0)
(2)根据运动的对称性画出粒子在场区III的运动轨迹如图所示。带电粒子在场区IV运动的半径是场区I运动半径的2倍,画出粒子的运动轨迹,同样根据运动的对称性画出粒子回到O点的运动轨迹如图所示。
(3)带电粒子在I磁场中运动的时间正好为1个周期,故
带电粒子在II、III两个电场中运动的时间
带电粒子在IV场中运动的时间为半个周期
因此带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间
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