D.此空间可能同时有电场和磁场
2.(2013·株洲一模)如图所示,界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E,在PQ上方有一个带正电的小球A自O静止开始下落,穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计,下列说法中正确的是 ( ) A.在复合场中,小球做匀变速曲线运动 B.在复合场中,小球下落过程中的电势能增大
C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和
D.若其他条件不变,仅增大磁感应强度,小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变
3.如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图,它曾由航天飞机携带升空,安装在阿尔法空间站中,用来探测宇宙射线。现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线,恰好沿直线 OO′通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2,形成两条径迹,则下列说法中正确的是 ( ) A.粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度 B.粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度 C.粒子1的比荷等于粒子2的比荷 D.粒子1的比荷小于粒子2的比荷
4.(2013·沈阳一模)如图所示,竖直平面内的光滑绝缘轨道ABC,AB为倾斜直轨道,BC为圆形轨道,圆形轨道处在匀强磁
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场中,磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个绝缘小球,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球从轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则 ( )
A.经过最高点时,三个小球的速度应相等 B.经过最高点时,甲球的速度应最小 C.释放的甲球位置比乙球低
D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变
5.(2013·南京模拟)某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出),同时存在由A指向B的匀强磁场,带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动,则下列说法正确的是
( )
A.小球一定带正电 B.小球可能做匀速直线运动 C.带电小球一定做匀加速直线运动 D.运动过程中,小球的机械能可能减小
6.如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。有一个带电粒子以初速度v0垂直x
轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,则带电粒子
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( )
A.在电场中运动的时间为 B.在磁场中做圆周运动的半径为
d
C.自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为
D.自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为
二、计算题(本大题共3小题,共46分。需写出规范的解题步骤) 7.(15分)(2013·淮南一模)如图所示,在xOy平面内,直线OM与x轴正方向的夹角为45°,直线OM左侧存在平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向。直线OM右侧存在垂直于xOy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场。一带电量为q、质量为m的带正电的粒子(忽略重力)从原点O沿x轴正方向以速度v0射入磁场。此后,粒子穿过磁场与电场的边界三次,恰好从电场中回到原点O。(粒子通过边界时,其运动不受边界的影响)试求:
(1)粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径; (2)匀强电场的强度;
(3)粒子从O点射出至回到O点所用的时间。
8.(15分)离子扩束装置由离子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。
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偏转电场由加了电压的相距为d=0.1m的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。大量带负电的相同离子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行于导体板的方向从两板正中间射入偏转电场。当偏转电场两板不带电时,离子通过两板之间的时间为3×10-3s,当在两板间加如图乙所示的电压时,所有离子均能从两板间通过,然后进入水平宽度有限、竖直宽度足够大、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上。求:
(1)离子在刚穿出偏转电场两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?
(2)要使侧向位移最大的离子能垂直打在荧光屏上,偏转磁场的水平宽度L为多大?
9.(16分)(2013·天津高考)一圆筒的横截面如图所示,其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,其中M板带正电荷,N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出,设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况下,求:
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(1)M、N间电场强度E的大小; (2)圆筒的半径R;
(3)保持M、N间电场强度E不变,仅将M板向上平移d,粒子仍从M板边缘的P处由静止释放,粒子自进入圆筒至从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数n。
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