一、單項選擇題(本大題共4小題,每小題6分,共24分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項符合題目要求,選對的得6分,選錯或不答的得0分.)
1.(2012·揭陽模擬)從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn).設(shè)兩極板間電場強度為E,磁感應(yīng)強度為B.欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過,只采取下列措施,其中可行的是( )
A.適當(dāng)減小電場強度E
B.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強度B
C.適當(dāng)增大加速電場極板之間的距離
D.適當(dāng)減小加速電壓U
2.
空間某一區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強電場和勻強磁場,一個帶電粒子以某一初速度由A點進入這個區(qū)域沿直線運動,從C點離開區(qū)域;如果這個區(qū)域只有電場,則粒子從B點離開場區(qū);如果這個區(qū)域只有磁場,則粒子從D點離開場區(qū);設(shè)粒子在上述三種情況下,從A到B點、A到C點和A到D點所用的時間分別是t1、t2和t3,比較t1、t2和t3的大小,則有(粒子重力忽略不計)( )
A.t1=t2=t3 B.t2 C.t1=t2 3. (2012·潮州模擬)質(zhì)量為m的帶電小球在正交的勻強電場、勻強磁場中做勻速圓周運動,軌道平面在豎直平面內(nèi),電場方向豎直向下,磁場方向垂直圓周所在平面向里,如圖9-3-23所示,由此可知( ) A.小球帶正電,沿順時針方向運動 B.小球帶負電,沿順時針方向運動 C.小球帶正電,沿逆時針方向運動 D.小球帶負電,沿逆時針方向運動 4. 如圖9-3-24所示,水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷,a板帶正電,兩板間有垂直于紙面向里的勻強磁場,若一個帶正電的液滴在兩板間做直線運動,其運動的方向是( ) A.沿豎直方向向下 B.沿豎直方向向上 C.沿水平方向向左 D.沿水平方向向右 二、雙項選擇題(本大題共5小題,每小題8分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有兩個選項符合題目要求,全部選對的得8分,只選1個且正確的得4分,有選錯或不答的得0分.) 5. 場強為E的勻強電場與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場正交,復(fù)合場的水平寬度為d,豎直方向足夠長,如圖9-3-25所示.現(xiàn)有一束帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子以各不相同的初速度v0沿電場方向射入場區(qū),則那些能飛出場區(qū)的粒子的動能增量ΔEk可能為( ) A.dq(E+B) B. C.qEd D.0 6.(2012·廣州模擬)如圖9-3-26是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后,進入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強度為B0的勻強磁場.下列表述正確的是( ) A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外 C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于 D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的荷質(zhì)比越小 7. 磁流體發(fā)電機可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,是一種低碳環(huán)保發(fā)電機,有著廣泛的發(fā)展前景.其發(fā)電原理示意圖如圖9-3-27所示,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負電的微粒,整體上呈電中性)噴射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場區(qū)域有兩塊面積為S,相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路,設(shè)氣流的速度為v,氣體的電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))為g.則( ) A.兩板間電勢差為U=Bdv B.上板是電源的正極,下板是電源的負極 C.流經(jīng)R的電流為I= D.流經(jīng)R的電流為I= 8. 利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域.如圖9-3-28是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下,通入圖示方向的電流I,C、D兩側(cè)面會形成電勢差UCD,下列說法中正確的是( ) A.電勢差UCD僅與材料有關(guān) B.若霍爾元件的載流子是自由電子,則電勢差UCD<0 C.僅增大磁感應(yīng)強度時,電勢差UCD變大 D.在測定地球赤道上方的地磁場強弱時,元件的工作面應(yīng)保持水平 9. a、b是一對平行金屬板,分別接到直流電源兩極上,右邊有一擋板,正中間開有一小孔d,在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里,在a、b兩板間還存在著勻強電場E.從兩板左側(cè)中點C處射入一束正離子(不計重力),這些正離子都沿直線運動到右側(cè),從d孔射出后分為三束,則下列判斷正確的是( ) A.這三束正離子的速度一定相同 B.這三束正離子的質(zhì)量一定相同 C.這三束正離子的電量一定不相同 D.這三束正離子的比荷一定不相同 三、非選擇題(本大題共3小題,共36分.按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.) 10. (10分)如圖9-3-30所示,在以坐標(biāo)原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強電場和勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,磁場方向垂直于xOy平面向里.一帶正電的粒子(不計重力)從O點沿y軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運動,經(jīng)t0時間從P點射出. (1)求電場強度的大小和方向; (2)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點以相同的速度射入,經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出.求粒子運動加速度的大小. 11.(12分)(2011·廣東高考)如圖9-3-31(a)所示,在以O(shè)為圓心,內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi),存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強磁場,內(nèi)外圓間的電勢差U為常量,R1=R0,R2=3R0,一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點進入該區(qū)域,不計重力. (1)已知粒子從外圓上以速度v1射出,求粒子在A點的初速度v0的大小; (2)若撤去電場,如圖(b),已知粒子從OA的延長線與外圓的交點C以速度v2射出,方向與OA延長線成45°角,求磁感應(yīng)強度的大小及粒子在磁場中運動的時間; (3)在圖(b)中,若粒子從A點進入磁場,速度大小為v3,方向不確定,要使粒子一定能夠從外圓射出,磁感應(yīng)強度應(yīng)小于多少? 12.(14分)(2012·浙江高考)如圖9-3-32所示,兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上.兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴.調(diào)節(jié)電源電壓至U,墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動;進入電場、磁場共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點. (1)判斷墨滴所帶電荷的種類,并求其電荷量; (2)求磁感應(yīng)強度B的值; (3)現(xiàn)保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置.為了使墨滴仍能到達下板M點,應(yīng)將磁感應(yīng)強度調(diào)至B′,則B′的大小為多少?