高考物理极限预测十

1、- 1 - 【模拟演练】1. 如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线ab时，发现射线的径迹向下偏，则( ) a导线中的电流从a流向 b b导线中的电流从b流向 a c若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变ab中的电流方向来实现d电子束的径迹与ab中的电流方向无关2. 处于纸面内的一段直导线长l1 m ，通有 i 1 a的恒定电流，方向如图所示将导线放在匀强磁场中，它受到垂直于纸面向外的大小为f1 n 的磁场力作用. 据此可知 ( ) a能确定磁感应强度的大小和方向b能确定磁感应强度的方向，不能确定它的大小c能确定磁感应强度的大小，不能确定它的方向d磁感应强度

2、的大小和方向都不能确定3. 光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒当开关s闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是( ) 4. 如图所示 ，在 x 轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 b.在 xoy 平面内，从原点o处沿与 x 轴正方向成 角 (0 ) 以速率 v 发射一个带正电的粒子( 重力不计 ) 则下列说法正确的是( ) a若 一定， v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短b若 一定， v 越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大c若 v 一定， 越大，则粒

3、子在磁场中运动的时间越短d若 v 一定， 越大，则粒子在离开磁场的位置距o点越远5. 如图所示，在y0 的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xoy 平面向外， 原点 o处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价负离子，对于进入磁场区域的离子，它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹，可用下面给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是( ) 6. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd 区域内， o点是cd 边的中点一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从o点沿纸面以垂直于 cd 边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从 c 点射出磁场现设法使该带电粒子从o点沿纸面以与od成 30

4、角的方向， 以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是( ) a若该带电粒子在磁场中经历的时间是53t0，则它一定从cd 边射出磁场b若该带电粒子在磁场中经历的时间是23t0，则它一定从ad 边射出磁场c若该带电粒子在磁场中经历的时间是54t0，则它一定从bc 边射出磁场d若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ab 边射出磁场7. 有一个带电荷量为q、 重为 g的小球，从两竖直的带电平行板上方h 处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为b，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法错误的是( ) a一定做曲线运动b不可能做曲线运动c有可能做匀加速运动d

5、有可能做匀速运动8. 如图所示， 竖直放置的平行板电容器，a板接电源正极， b板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场一批带正电的微粒从 a板中点小孔c射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重- 3 - 力，微粒在平行板a、b间运动过程中 ( ) a所有微粒的动能都将增加b所有微粒的机械能都将不变c有的微粒可以做匀速圆周运动d有的微粒可能做匀速直线运动9. 如图所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为 m的带电球体，管道半径略大于球体半径. 整个管道处于磁感应强度为 b的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直. 现给带电球体一个水平速度v

6、0，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功不可能为 ( ) a.0 b.21mgm()2qbc.201mv2 d.2201mgm v()2qb10. 如图所示，相距为d 的水平金属板m 、n的左侧有一对竖直金属板p、q ，板 p上的小孔s正对板 q上的小孔o，m 、n间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔s处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在ab的中点时，带负电粒子恰能在m 、n间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到a点后 ( ) a.粒子在 m 、n间运动过程中，动能一定不变b.粒子在 m 、n间运动过程中，动能一定增大c.粒子在 m 、n间运动过程中，动能一定减

7、小d.以上说法都不对11. 如图所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的v -t图象如图所示，其中正确的是( ) - 4 - 12. 如图所示， 一带正电的质子从o点以速度v0垂直极板射入， 两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，已知两板之间距离为d，板长为 d，o点是板的正中间，为使质子能从两板间射出，试求磁感应强度b应满足的条件( 已知质子的带电量为 e，质量为m)13. 图所示，在xoy平面上， a 点坐标为 (0 ，l) ，平面内有一边界通过a 点和坐标原点o的

8、圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，有一电子( 质量为m ，电量为e) 从 a 点以初速 度 v0平行于 x 轴正方向射入磁场区域，在磁场中运动，恰好在x 轴上的 b 点( 未标出 )射出磁场区域，此时速度方向与x 轴正方向夹角为60，求：(1) 磁场的磁感应强度；(2) 磁场区域圆心o1的坐标； (3) 电子在磁场中的飞行时间. 14. 如图所示，竖直平面内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度e12 500 n/c，方向竖直向上；磁感应强度b103t. 方向垂直纸面向外；有一质量m 110-2 kg 、电荷量 q410-5 c 的带正电小球自o点沿与水平线成45角以 v0 4 m/s

9、 的速度射入复合场中，之后小球恰好从p点进入电场强度e22 500 n/c ，方向水平向左的第二个匀强电场中不计空气阻力， g 取 10 m/s2. 求：(1)o 点到 p点的距离s1；(2) 带电小球经过p点的正下方q点时与 p点的距离 s2. 15.(2012 衡水模拟 ) 如图甲所示，在光滑绝缘的水平桌面上建立一xoy坐标系，平面处在周期性变化的电场和磁场中，电场和磁场的变化规律如图乙所示( 规定沿 +y 方向为电场强度的正方向，竖直向下为磁感应强度的正方向). 在 t=0 时刻，一质量为10 g 、电荷量为0.1 c 的带电金属小球自坐标原点o处，以 v0=2 m/s 的速度沿x 轴正

10、方向射出 . 已知 e0=0.2 n/c 、b0=0.2 - 5 - t. 求：(1)t=1 s末金属小球速度的大小和方向；(2)1 2 s 内，金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期；(3) 在给定的坐标系中，大体画出小球在0 到 6 s 内运动的轨迹示意图；(4)6 s内金属小球运动至离x 轴最远点的位置坐标. 【高考预测】磁场部分是高考的重点内容，主要呈现以下三点命题趋势：(1) 带电粒子在磁场中运动以及在复合场中运动的综合问题. (2) 与洛伦兹力、电场力、重力有关的力电大型综合题. (3) 采用本章的基础知识与科学技术成果相结合，物理模型与生产生活实际相结合的题目对该部分内容的命题预

11、测点如下：考查知识及角度高考预测安培力及其应用2、3 回旋加速器的应用、对撞机的应用1、4 带电粒子在复合场中的运动5、 6、7 1. 环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图所示，正、负离子由静止经过电压为u的直线加速器加速后， 沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内， 空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为b.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞.为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是( ) - 6 - a.对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度b越大b.对于给定的加速电压，带电粒子

12、的比荷qm越大，磁感应强度 b越小c.对于给定的带电粒子，加速电压u越大，粒子运动的周期越小d.对于给定的带电粒子，不管加速电压u多大，粒子运动的周期都不变2. 两导线内电流方向如图所示，导线ab 固定，导线cd 与 ab 垂直且与ab 相隔一段距离， cd 可以自由移动，试分析cd 的运动情况3. 如图所示，在磁感应强度b 1.0 t ，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成 37的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab,ab 杆水平放置 . 已知接在滑轨中的电源电动势e12 v，内阻不计导轨间距l0.5 m ，质量 m 0.2 kg ，杆与滑轨间的动摩擦因数0.1 ，滑轨与ab

13、 杆的电阻忽略不计求：要使ab 杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器r的阻值在什么范围内变化？(g 取 10 m/s2， sin37 0.6) 4. 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个d形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m ，粒子最大回转半径为rm，其运动轨迹如图所示求：(1) 两个 d形盒内有无电场？(2) 粒子在 d形盒内做何种运动？(3) 所加交流电频率是多大？(4) 粒子离开加速器的

14、速度为多大？最大动能为多少？5. 如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成. 偏转电场处在加有电压的相距为d 的两块水平平行放置的导体板之间，匀强磁场水平宽度为l，竖直宽度足够大，处在偏转电场的右边，如图甲所示. 大量电子 ( 其重力不计 ) 由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场. 当偏转电场两板没有加电压时，这些电子通过两板之间的时间为2t0，当在两板间加上如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为u0的电压时，所有电子均能通过电场， 穿过磁场， 最后打在竖直放置的荧光屏上( 已知电子的质量为m 、电荷量为e).求：(1) 如果电子在t=0 时刻进入偏

15、转电场，求它离开偏转电场时的侧向位移大小；(2) 通过计算说明，所有通过偏转电场的电子的偏向角( 电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角) 都相同 . (3) 要使电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？6. 如图所示，在一底边长为2l, =45的等腰三角形区域内(o 为底边中点 ) 有垂直纸面向外的匀强磁场， 现在一质量为m ，电量为 q 的带正电粒子从静止开始经过电势差为u的电场加速后，从 o点垂直于ab进入磁场，不计重力与空气阻力的影响. (1) 求粒子经电场加速射入磁场时的速度. (2) 磁感应强度b为多少时，粒子能以最大的圆周半径偏转后打到oa板？(3) 增加

16、磁感应强度的大小，可以再延长粒子在磁场中的运动时间，求粒子在磁场中运动的极限时间 .( 不计粒子与ab板碰撞的作用时间，设粒子与ab板碰撞前后，电量保持不变并以相同的速率反弹) 7. 如图甲所示，竖直挡板mn左侧空间有方- 8 - 向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度 e=40 n/c，磁感应强度b随时间 t 变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向里为正方向 .t=0时刻，一质量m=8 10-4 kg 、电荷量q=+2 10-4 c 的微粒在o点具有竖直向下的速度 v=0.12 m/s,o 是挡板mn上一点，直线oo 与挡板mn垂直， 取 g

17、=10 m/s2. 求：(1) 微粒再次经过直线oo 时与 o点的距离；(2) 微粒在运动过程中离开直线oo 的最大高度；(3) 水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板与o点间的距离应满足的条件. 8. 如图所示，在坐标系xoy内有一半径为a 的圆形区域，圆心坐标为o1(a ，0) ，圆内分布有垂直于纸面向里的匀强磁场. 在直线 y a 的上方和直线x2a 的 左侧区域内，有一沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为e一质量为m 、电荷量为 +q(q0) 的粒子以速度v 从 o点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿x 轴正方向时，粒子恰好从o1点正上方的a点射出磁场，不计粒子重力 . (1) 求磁

18、感应强度b的大小；(2) 粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标；(3) 若粒子以速度v 从 o点垂直于磁场方向射入第一象限，当速度方向与x 轴正方向的夹角=30时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t 答案解析【模拟演练】1. 【解题指南】解答本题注意以下两点：- 9 - (1) 明确电子的运动方向，从而确定正电荷的运动方向. (2) 利用左手定则判断电子的受力方向. 【解析】选b、 c.由于 ab中通有电流，在阴极射线管中产生磁场，电子受到洛伦兹力的作用而发生偏转，由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直纸面向内，所以根据安培定则，ab中的电流方向应为从b流向 a.当 ab中的电流方

19、向变为从a流向 b时，则 ab上方的磁场方向变为垂直纸面向外，电子所受的洛伦兹力变为向上，电子束的径迹变为向上偏转. 所以本题的正确选项应为b、c. 2. 【解析】选d.由 bfil可知水平向左的磁感应强度的分量为1 t，无法确定沿电流方向的磁感应强度的分量，由矢量合成可知无法确定磁感应强度的方向；仅知道f的方向，无法用左手定则判断磁感应强度的方向故选d. 3. 【解题指南】解答本题注意以下两点：(1) 根据左手定则判断出导体棒所受安培力的方向并画出受力图. (2) 根据平衡条件判断是否平衡. 【解析】选b. 四种情况的受力分别如图所示：a、c都有可能平衡，d中如果重力与安培力刚好大小相等，则

20、导体棒与导轨间没有压力，可以平衡， b合外力不可能为零4. 【解析】选c. 粒子运动周期t2 mbq，当一定时，粒子在磁场中运动时间t22tt2，2.t由于 t 、均与 v 无关，故 a、b项错误， c项正确当v 一定时，由 r mvbq知， r 一定；当 从 0 变至2的过程中， 越大，粒子离开磁场的位置距o点越远；当 大于2时， 越大，粒子离开磁场的位置距o点越近，故d项错误 . 5. 【解析】选c. 磁场垂直xoy 平面向外并位于y 轴上方，离子带负电，利用左手定则判断出离子运动方向，并画出草图找出圆心，可判断出c图是正确的- 10 - 6. 【解题指南】解答本题注意以下两点：(1) 画

21、出粒子运动的轨迹. (2) 根据轨迹所对应的圆心角判断运动时间的大小. 【解析】选a、 c.作出粒子刚好从ab 边射出的轨迹、刚好从bc 边射出的轨迹、从cd 边射出的轨迹和从ad 边射出的轨迹. 由题意可推知，该带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是 2t0. 结合图可知，从ab 边射出经历的时间一定不大于05t6；从 bc 边射出经历的时间一定不大于04t3；从 cd 边射出经历的时间一定是05t3；从 ad 边射出经历的时间一定不大于0t.3则 a、c正确， b、d错误 . 【误区警示】处理带电粒子在磁场中运动问题的五个误区处理带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题的关键是画出符合题意的运动

22、轨迹图. 先确定圆心，然后根据几何关系确定半径、圆心角. 其中半径和带电粒子的速率密切相关；圆心角和粒子在磁场中运动的时间相联系. 同时还应避免出现以下五个误区: (1) 不明确粒子的电性及运动方向. (2) 没注意磁场的方向和边界. (3) 忽视了圆周运动的多解性、对称性和周期性. (4) 不会分析粒子运动的临界值. (5) 几何知识的应用出现错误. 7. 【解析】选b 、 c 、d. 由于小球的速度变化时，洛伦兹力会变化，小球所受合力变化，小球不可能做匀速或匀加速运动，b、c、d错8. 【解析】选d.若微粒按如图方向运动，- 11 - 当洛伦兹力水平方向分量与电场力抵消, 洛伦兹力竖直方向

23、分量与重力抵消时，微粒可做匀速直线运动， d正确 ; 但微粒不可能做匀速圆周运动, 因为运动方向改变，洛伦兹力大小、方向必然改变 , 微粒所受合力大小也改变,c 错误 ; 除重力外，粒子还受洛伦兹力和电场力作用，洛伦兹力不做功 , 电场力做功，粒子机械能改变，b错误 ; 当粒子做匀速直线运动时，动能不变，a错误 . 【误区警示】解答本题易产生的两个误区(1) 电场力对粒子做正功，则所有微粒的动能都将增加，没有搞清楚动能变化的原因是合外力做功引起 . (2) 洛伦兹力的方向与运动方向垂直，则所有的微粒可以做匀速圆周运动，不清楚做匀速圆周运动的条件是合外力的大小不变，方向与速度方向垂直. 9. 【

24、解析】选b.若带电球体所受的洛伦兹力qv0b=mg,带电球体与管道间没有弹力，也不存在摩擦力 , 故带电球体克服摩擦力做的功为0，a可能 ; 若 qv0bmg ，则带电球体在摩擦力的作用下最终停止，故克服摩擦力做的功为201mv,2c可能 ;若 qv0bmg ，则带电球体开始时受摩擦力的作用而减速，当速度达到v=mgqb时，带电球体不再受摩擦力的作用，所以克服摩擦力做的功为2201mgm v()2qb，d可能， b不可能 . 综上所述选b. 10. 【解析】选a. 当滑片向上滑动时，两个极板间的电压减小，粒子所受电场力减小，当滑到a处时，偏转电场的电压为零，粒子进入此区域后做圆周运动而加在pq

25、间的电压始终没有变化，所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了综上所述，a项正确11. 【解析】选c.小球下滑过程中，qe与 qvb 反向，开始下落时qeqvb，所以 amg(qeqvb)m，随下落速度v 的增大 a 逐渐增大；当qeqvb 之后，其amg(qvbqe)m，随下落速度v 的增大 a 逐渐减小； 最后 a0 小球匀速下落， 故选项 c正确， a、b、d错误 . 12. 【解题指南】解答本题注意以下两点：(1) 确定带电质子在磁场中做圆周运动的圆心并进一步利用几何关系求半径(2) 明确临界条件【解析】由于质子在o点的速度垂直于板np ，所以质子在磁场中做圆周运动的圆心o 一定位于 n

26、p所在的直线上，如果直径小于on ，则轨迹将是圆心位于on之间的一个半圆弧随着磁场 b的减弱，其半径r mvqb逐渐增大，当半径r on2时，质子恰能从n点射出如果b继续减小，质子将从nm之间的某点射出当b减小到某一值时，质子恰从m点射出如果b再减小，质子将打在mq板上而不能飞出因此质子分别从n点和 m点射出是 b所对应的两个临界值第一种情况是质子从n点射出，此时质子轨迹为半个圆，半径为ond24所以 r101mvdqb4b104mvde第二种情况是质子恰好从m点射出，轨迹如题图中所示由平面几何知识可得：222221rd(rd)2又 r202mvqb由得： b204mv5de磁感应强度b应满足

27、的条件：04mv5deb04mvde答案 : 见解析13.【解析】 (1) 电子在磁场中做匀速圆周运动，从a 点射入从 b 点射出， o 、a、b 均在圆形磁场区域的边界，电子运动轨道圆心为o2，令22o ao b=r - 13 - 由题意可知，ao2b60，且 ao2b 为正三角形在 oo2b 中，r2(rl)2 (rsin60 )2 而 r0mvbe由得r2l所以 b0mv2el(2) 由于 aob90，又 aob为磁场圆形区域的圆周角，所以ab 即为磁场区域直径11aor2=lo1的 x 坐标：x1aosin60 32lyl-1aocos602l所以 o1坐标为 (32l，2l) (3)

28、 电子在磁场中的飞行时间t 006012 m22t3606be3v3vll答案 :(1)0mv2el (2)(32l，2l) (3) 023vl【方法技巧】带电粒子在有边界磁场区域中做圆周运动的处理方法(1) 根据运动电荷在有界磁场的出入点速度方向垂线的交点，确定圆心的位置. (2) 然后作出轨迹和半径，根据几何关系找出等量关系(3) 求解飞行时间要从找轨迹所对应的圆心角入手14. 【解析】 (1) 带电小球在正交的匀强电场和匀强磁场中受到的重力g mg0.1 n 电场力 f1qe10.1 n 即 gf1， 故带电小球在正交的电磁场中由o到 p做匀速圆周运动， 根据牛顿第二定律得：qv0b-

29、14 - 20vmr解得： r2053mv1 104 mqb4 10101 m 由几何关系得：s12r2m (2) 带电小球在p点的速度大小仍为v04 m/s, 方向与水平方向成45. 由于电场力f2 qe20.1 n,与重力大小相等，方向相互垂直，则合力的大小为f210n，方向与初速度方向垂直，故带电小球在第二个电场中做类平抛运动，建立如图所示的x、y 坐标系，沿y 轴方向上，带电小球的加速度a2f10 2 m /sm，位移 y21at2沿 x 轴方向上，带电小球的位移xv0t 由几何关系有：y x 即：21at2v0t，解得： t 22 s,5x=8 25 m q点到 p点的距离s2822

30、x2 m53.2 m 答案 :(1)2 m (2)3.2 m 【方法技巧】带电粒子在复合场中运动问题的解题技巧带电粒子在复合场中的运动，实际上仍是一个力学问题，分析的基本思路是：(1) 弄清复合场的组成. (2) 正确分析带电粒子的受力情况及运动特征. (3) 画出粒子运动轨迹, 灵活选择对应的运动规律列式求解. 例如带电粒子在电场中加速，一般选择动能定理，类平抛运动一般要进行运动的分解, 圆周运动中要分析向心力等. (4) 对于临界问题 , 注意挖掘隐含条件, 关注特殊词语如“恰好”、 “刚好”、 “至少” ,寻找解题的突破口 . 15. 【解析】 (1) 在 01 s 内，金属小球在电场力

31、作用下，在x 轴方向上做匀速运动vx=v0- 15 - y 方向做匀加速运动vy=01qetm1 s 末金属小球的速度v1=22xyvv22 m / s设 v1与 x 轴正方向的夹角为，则 tan =yxvv=45(2) 在 1 2 s 内，金属小球在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律qv1b0=211mvr得 r1=10mv2 mqb金属小球做圆周运动的周期t=02 mqb=1 s (3) 金属小球运动轨迹如图所示(4)5 s末金属小球的坐标为x=v0t=6 m(t=3 s) y=2at2=9 m 此时金属小球y 轴方向的速度：vy=qe0t/m=6 m/s 合速度大小为- 16 - v=22

32、0yvv2 10 m / s第 6 s 内金属小球做圆周运动的半径rn=0mv10 mqb金属小球在第6 s 内做圆周运动的轨迹如图所示第 6 s 内金属小球运动至离x 轴最远点坐标为x=x-rnsin =6-3 (m) 其中 sin =yv6v2 10y=y+rn(1+cos )=9+101(m) 其中 cos=0v2v2 10答案 :(1)2 2 m / s方向与 x 轴正方向的夹角为45(2)2 m 1 s (3)见解析(4)3101(6,9)【高考预测】1. 【解析】选b、 c.在加速器中qu12mv2，在环状空腔内做匀速圆周运动的半径rmvqb，即r 12mubq，所以对于给定的加速

33、电压，在半径不变的条件下qm越大，b越小，选项 a错误，- 17 - b正确；粒子在空腔内的周期t2 rv，故加速电压越大，粒子的速率v 越大，而半径不变，其周期越小，选项d错误， c正确 . 2. 【解题指南】解答本题注意以下两点：(1)cd如何运动取决于ab 导体产生的磁场对cd 的安培力方向 . (2) 弄清 ab 形成的磁场的分布情况【解析】首先分析固定导线ab 的磁感线的分布情况，如图所示( 用安培定则 ) ，然后再用左手定则分析cd 导线在磁场中的受力方向，可以发现cd 导线将顺时针方向转动仔细留意一下就会发现，当cd 一转动，两者的电流就有同向的成分，而同向电流相互吸引，可见cd

34、 导线在转动的同时还要向ab 导线平移答案 :cd 导线顺时针转动的同时向ab 导线平移3. 【解析】分析画出ab 杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析，如图所示当 ab 杆恰好不下滑时，如图甲所示由平衡条件得沿斜面方向：mgsinfn1f安 1cos，垂直斜面方向：fn1mgcosf安 1sin ，而 f安 11eblr，由式，得r15 - 18 - 当 ab 杆恰好不上滑时，如图乙所示由平衡条件得沿斜面方向：mgsinfn2f安 2cos，垂直斜面方向：fn2mgcosf安 2sin ，而 f安 22eblr，由式，得r23 所以，要使ab 杆保持静止， r的取值范围是3 r

35、5 . 答 案:3 r5 【方法技巧】通电导体在磁场中的平衡问题的处理方法(1) 解决有关通电导体在磁场中的平衡问题，关键是受力分析，只不过比纯力学中的平衡问题要多考虑一个安培力(2) 根据共点力的平衡条件f合=0或 fx 合=0,fy 合=0 列出平衡方程 . (3) 由于安培力、电流i 、磁感应强度b的方向之间涉及到三维空间，所以在受力分析时要善于把立体图转化成平面图4. 【解析】 (1) 金属盒由金属导体制成，具有屏蔽外电场作用，所以盒内无电场(2) 粒子在盒内做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大(3) 粒子在电场中运动时间极短，因此高频交变电压频率要符合粒子回旋频率由 t2 mqb得回

36、旋频率f 1qbt2 m，即为交流电的频率. (4) 粒子最大回旋半径为rm由 rmmmvqb得 vmmqbrm最大动能ek2222mmq b r1mv22m答案 :(1) 无电场(2) 做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大- 19 - (3)qb2 m (4)mqbrm222mq b r2m5. 【解析】 (1) 建立平面直角坐标系：x 轴正方向水平向右，y 轴正方向垂直于偏转电场极板向上，坐标原点位于偏转电场中线上. 在 t=0 时刻，电子进入偏转电场，ox方向 ( 水平向右为正) 做匀速直线运动.oy 方向 ( 竖直向上为正) ，在 0t0时间内受电场力作用做匀加速运动，a=0u edm

37、在 t02t0时间内做匀速直线运动，速度vy=00u etdm侧向位移y=20y01atv t2得 y=2003u et2dm(2) 设电子以初速度v0=vx进入偏转电场，在偏转电场中受电场力作用而加速.不管电子是何时进入偏转电场， 在它穿过电场的2t0时间内，其 oy方向的加速度或者是a=0u edm( 电压为 u0时) ，或者是 0( 电压为 0 时). v=a t ，它在 oy方向上速度增加量都为vy=00u et.dm因此所有电子离开偏转电场时的oy方向的分速度都相等, 为 vy=00u etdm；ox方向的分速度都为v0=vx，所有电子离开偏转电场的偏向角都相同. (3) 设电子从偏

38、转电场中射出时的偏向角为，电子进入匀强磁场后做圆周运动垂直打在荧光屏上，如图所示. 电子在磁场中运动的半径：r=sinl设电子从偏转电场中出来时的速度为vt， 则电子从偏转电场中射出时的偏向角为：sin =ytvv电子进入磁场后做圆周运动，其半径 r=tmveb解得： b=00u t.dl答案 :(1)2003u et2dm (2)见解析 (3)00u tdl6. 【解析】 (1) 依题意，粒子经电场加速射入磁场时的速度为v, - 20 - 由 qu=21mv2得 v=2qum(2) 要使圆周半径最大，则粒子的圆周轨迹应与ac边相切，设圆周半径为r, 由图中几何关系有r+rsin=l 由洛伦兹力提供向心力, 则