2019-2020年高中物理 第三章 磁场章末检测 新人教版选修3-1.DOC

2019-2020年高中物理 第三章 磁场章末检测 新人教版选修3-1一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1下面关于磁场的说法正确的是()A某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致B某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向D在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反答案B2关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是()A带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同答案C解析当带电粒子带负电时，在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，当带电粒子带负电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A错误；由UAB知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直故C正确，D错误所以选C.3在雷雨天气时，空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视)，则该块阴雨云可能带()A正电荷 B负电荷C正负电荷共存 D无法判断答案B解析小磁针的S极顺时针排列，说明磁场方向为逆时针，由安培定则可知，电流方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷，故选项B正确图14如图1所示，当开关S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()A向右 B向左C向纸外 D向纸里答案D5如图2所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为，一带电荷量为q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为tan .则小球运动过程中的速度时间图象可能是()答案C解析带电小球套静止时受到竖直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力N和沿斜面向上的摩擦力f，小球下滑后，再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F，沿斜面方向有：mgsin (mgcos F)ma，在垂直于斜面方向有：NFmgcos ，由于小球加速，据FqvB，F增大而支持力N减小，据fFN，摩擦力减小，导致加速度a增加；当速度v1增加到某个值时，出现mgcos F0，有mgsin ma，此时加速度最大；此后，Fmgcos ，支持力N反向，且速度越增加支持力N越大，摩擦力f也随着增加，最后出现mgsin f，之后小球做匀速下滑；所以只有C选项正确图36带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场如图3所示，运动中经过b点，OaOb.若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为()Av0 B. C2v0 D.答案C解析设OaObd，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d即d，得B.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d2得E，所以2v0.选项C正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是() 答案AC解析要使导线能够静止在光滑的斜面上，则导线在磁场中受到的安培力必须与重力或重力沿斜面向下的分力平衡，通过左手定则判断得出， A、C是正确的图48我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图4所示这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关()A洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B空气阻力做负功，使其动能减小C靠近南北两极磁感应强度增强D以上说法都不对答案BC解析洛伦兹力不做功，空气阻力做负功r，速率减小，B增大，所以半径减小9如图5所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间，在之后运动的一小段时间内() 图5A小球的重力势能可能会减小B小球的机械能可能不变C小球的电势能一定会减少D小球动能可能减小答案AC图610为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图6所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与a、b无关答案BD解析由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Qvbc，其中v为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvBq，得v则流量Qbcc，故Q与U成正比，与a、b无关三、填空题(每空3分，共12分)图711如图7所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90角则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为_，速度之比为_，时间之比为_答案1123解析设磁场半径为R，当第一次以速度v1沿截面直径入射时，根据几何知识可得：cos 30，即r1R.当第二次以速度v2沿截面直径入射时，根据几何知识可得：r2R，所以，两次情况下都是同一个带电粒子在相等的磁感应强度下运动的，所以根据公式r，可得，因为周期T，与速度无关，所以运动时间比为.图812质量为m，电量为q带正电荷的小物块从半径为R的光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为E，磁感应强度为B的区域内如图8所示，则小物块滑到底端时对轨道的压力为_答案3mg2qEqB解析小物块由静止滑到最低点由动能定理得：mgRqERmv2，在最低点由牛顿第二定律得：FNmgqvBm，联立以上两式得：FN3mg2qEqB.由牛顿第三定律，物块对轨道的压力FNFN.四、计算题(本题共4小题，共48分)图913(8分)如图9所示，将长50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以0.4 A电流时，弹簧恰好不伸长，求：(1)匀强磁场中磁感应强度是多大？(2)当金属棒通以0.2 A由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？答案(1)0.49 T(2)3 cm解析(1)当ab棒受到向上的安培力BIl和向下的重力mg大小相等时，弹簧不伸长，由BIlmg可得出磁感应强度：B T0.49 T.(2)当0.2 A的电流由a流向b时，ab棒受到两根弹簧向上的拉力2kx1及向上的安培力BI1l和向下的重力mg作用，处于平衡状态根据平衡条件有：2kx1mgBI1l当电流反向后，ab棒在两个弹簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2l和重力mg作用下平衡，有：2kx2mgBI2l两式相除并整理，得弹簧伸长x2为：x2x11 cm3 cm.14(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏技术来实现的电子束经过电场加速后，以速度v进入一圆形匀强磁场区，如图10所示磁场方向垂直于圆面磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？图10答案tan 解析如图所示，作入射速度方向的垂线和出射速度方向的垂线，这两条垂线的交点就是电子束在圆形磁场内做匀速圆周运动的圆心，其半径为R，用m、e分别表示电子的质量和电荷量，根据牛顿第二定律得evBm根据几何关系得tan 解以上两式得Btan 图1115(14分)在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图11所示不计粒子重力，求(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t. 答案(1)(2)(3)解析(1)设粒子过N点时的速度为v，有cos 故v2v0粒子从M点运动到N点的过程，有动能定理，得qUMNmv2mvUMN(2)过点N做v的垂线，与y轴交点为O，如图所示，粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，半径为ON，有qvBr(3)由几何关系得ONrsin 设粒子在电场中运动的时间为t1，有ONv0t1t1粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T设粒子在磁场中运动的时间为t2，有t2Tt2tt1t2t图1216(14分)如图12所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球，从y轴上的A点水平向右抛出经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.答案 (1)E竖直向上(2)cot (3)解析(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qEmgE重力的方向是竖直向下，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上(2)小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，MOP，如图所示设半径为r，由几何关系知 sin 小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有qvB由速度的合成与分解知cos 由式得v0cot (3)设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为vyv0tan 由匀变速直线运动规律v2gh由式得h模块检测说明：本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分试卷满分100分，考试时间90分钟第卷(选择题共37分)一、单项选择题(本题共7小题，每题3分，共21分，每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)1关于物理学史，下列说法中不正确的是()A电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B法拉第不仅提出了场的的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象C法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律答案C2下列运动(电子只受电场力或磁场力的作用)不可能的是()答案B解析本题考查电子在电场或磁场中的运动，意在考查学生对电子在电场或磁场中的受力分析以及运动分析的能力，电子可以在正点电荷的电场力作用下做匀速圆周运动，故A选项描述的运动可能实现；由于等量异种点电荷在其连续中垂线处产生的电场的方向水平向右，电子所受电场力的方向水平向左，而电子的初速度方向沿中垂线方向，则电子将做曲线运动，故B选项所描述的运动不可能实现；电子可以在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，故C选项描述的运动可能实现；由于通电螺线管中的磁场力匀强磁场，又电子的速度方向与磁场方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，电子将沿通电螺线管中心轴线做匀速直线运动，故D选项描述的运动可能实现3静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小如图1所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开角度增大些，下列采取的措施可行的是()图1A断开开关S后，将A、B分开些B保持开关S闭合，将A、B两极板分开些C保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些D保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动答案A4如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是()答案B解析A中，a、b两点场强的方向不同，A错误；B中，a、b两点电势和场强均相同，B正确；C中，a点电势高于b点电势，C错误；D中，a、b两点场强的方向不同，D错误5.图2一带正电的粒子在电场中做直线运动的vt图象如图2所示，t1、t2时刻分别经过M、N两点，已知在运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是()A该电场可能是由某正点电荷形成的BM点的电势高于N点的电势C在从M点到N点的过程中，电势能逐渐增大D带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力答案C解析由vt图象可知：该粒子做的是匀减速直线运动，则粒子所处电场为匀强电场，A、D错误；由于粒子带正电、正电荷受力方向跟该点场强方向相同，如图所示，因沿着电场线方向电势降低，故M点的电势低于N点的电势，B错误；从M点到N点，电场力做负功，电势能增加，C正确图36在研究微型电动机的性能时，应用如图3所示的实验电路当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.00 A和24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为()A32 W B44 W C47 W D48 W答案A解析当电动机停止转动时，电动机可视为纯电阻，由欧姆定律可知电动机的电阻r 4 .当正常转动后，P入242 W48 W，P出P入Pr48 W2.024 W32 W.图47如图4所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束则下列判断正确的是()A这三束正离子的速度一定不相同B这三束正离子的质量一定不相同C这三束正离子的电荷量一定不相同D这三束正离子的比荷一定不相同答案D解析本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，速度选择器的知识带电粒子在金属板中做直线运动，qvBEq，v，表明带电粒子的速度一定相等，而电荷的带电量、电性、质量、比荷的关系均无法确定；在磁场中R，带电粒子运动半径不同，所以比荷一定不同，D项正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)图58如图5所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是()A电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮C电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗D电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗答案BD解析两灯和滑动变阻器组成的电路，其中L2在干路上，L1和变阻器并联后与L2串联，电压表测量的是L1两端电压，即是测变阻器两端电压当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器连入电路中的阻值减小，变阻器R与L1并联的阻值减小，电路的总电阻减小；根据闭合电路欧姆定律I，外电阻R的减小使干路电流I增大，可知通过L2的电流增大；电源内电阻上的电压UIr增大，外电路两端的电压UEIr减小，由于电流I增大，L2的电功率增大，L2变亮；且L2两端电压U2增大，L1两端电压U1UU2减小，电压表的示数减小；L1两端电压U1减小，使通过L1的电流减小；且L1的电功率减小，L1变暗图69如图6所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子流在区域中不偏转，进入区域后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的()A速度 B质量 C电荷量 D比荷答案AD解析离子流在区域中不偏转，一定是qEqvB，v，A正确进入区域后，做匀速圆周运动的半径相同，由r知，因v、B相同，所以只能是比荷相同，故D正确，B、C错误10如图7所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称导线均通有大小相等、方向向上的电流已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度Bk，式中k是常数，I是导线中的电流、r为点到导线的距离一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点关于上述过程，下列说法正确的是()图7A小球先做加速运动后做减速运动B小球一直做匀速直线运动C小球对桌面的压力先减小后增大D小球对桌面的压力一直在增大答案BD解析由右手螺旋定则可知，M处的通电导线在MO区域产生的磁场垂直于MO向里，离导线越远磁场越弱，所以磁场由M到O逐渐减弱，N处的通电导线在ON区域产生的磁场垂直于ON向外，由O到N逐渐增强，带正电的小球由a点沿途连线运动到b点，受到的洛伦兹力FBqv为变力，则从M到O洛伦兹力的方向向上，随磁场的减弱而减小，从O到N洛伦兹力的方向向下，随磁场的增强而增大，所以对桌面的压力一直在增大，D正确，C错误；由于桌面光滑，洛伦兹力始终沿竖直方向，所以小球在水平方向上不受力，做匀速直线运动，B正确，A错误图811如图8所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与一有电源回路的一部分GH平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到力F的作用则()A若等离子体从右方射入，F向左B若等离子体从右方射入，F向右C若等离子体从左方射入，F向左D若等离子体从左方射入，F向右答案AD解析等离子体指的是整体显电中性，内部含有等量的正、负电荷的气态离子群体当等离子体从右方射入时，正、负离子在洛伦兹力作用下将分别向下、上偏转，使上极板的电势低于下极板，从而在外电路形成由D流向C的电流，这一电流处在导线GH中电流所产生的磁场中，由左手定则可知，它所受安培力方向向左，所以A项对，B项错，同理可分析得知C项错，D项对第卷(非选择题共63分)三、实验题(本题共2小题，共18分，把答案直接填在横线上)图912(10分)现在已经离不开电视、手机等电子产品，但这些产品生产过程中会产生含多种重金属离子的废水，这些废水是否达标也引起了人们的关注某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为200 m)如图9所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，容器内部长a40 cm，宽b20 cm，高c10 cm.他将水样注满容器后，进行以下操作：(1)他先后用多用电表欧姆挡的“1 k”、“100”两个挡位粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图10中所示，则所测水样的电阻约为_ .图10 (2)他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所获水样的电阻：A电流表(量程5 mA，电阻RA800 )B电压表(量程15 V，电阻RV约为10.0 k)C滑动变阻器(020 ，额定电流1 A)D电源(12 V，内阻约10)E开关一只、导线若干请用铅笔线代替导线帮他在图11中完成电路连接图11(3)正确连接电路后，这位同学闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量得出一系列数据如下表所示，请你在图12的坐标系中作出UI关系图线.U/V2.03.86.88.010.211.6I/mA0.731.362.202.893.664.15图12 (4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为_ m.据此可知，所测水样在电阻率这一指标上_(选填“达标”或“不达标”)答案(1)1 800(2)如图a(3)如图b(4)99.7不达标解析(1)图上欧姆表指针有两个位置，显然右边位置对应“1 k”，左边位置对应“100”，应按接近中间刻度的读数，刻度18乘以倍率100，所以电阻为1 800 .(2)因为要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；又因为待测电阻阻值与电压表内阻相差的倍数和待测电阻阻值与电流表相差的倍数相当，电流表内阻已知，则采用电流表内接法(3)让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧(4)由图线斜率可知，总电阻为2 794 ，又RR总RA，根据电阻定律R，代入数据得99.7 m.13(8分)某同学采用如图13甲所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约2 ，电压表(03 V,3 k)，电流表(00.6 A,1.0 )，滑动变阻器有R1(10 ，2 A)和R2(100 ，0.1 A)各一只图13 (1)实验中滑动变阻器应选用_(选填“R1”或“R2”)(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的UI图象，由图可较准确地求出电源电动势E_ V；内阻r_ .答案(1)R1(2)见解析图(3)1.48(1.471.49均正确)1.89(1.881.90均正确)解析(1)电路中最大电流I A0.75 AR2的额定电流小于0.75 A，同时R2阻值远大于电源内阻r，不便于调节，所以变阻器用R1.(2)如图所示 (3)将图线延长，交于纵轴，则纵截距即为电动势E1.48 V(1.471.49 V均正确)r，可得r1.89 (1.88 1.90 均正确)四、计算题(本题共4小题，共45分)图1414(10分)如图14所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为q1.0106 C的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服静电力做了2106 J的功，已知A、B间的距离为2 cm.(1)试求A、B两点间的电势差UAB ；(2)若A点的电势为A1 V，试求B点的电势B；(3)试求该匀强电场的大小E并判断其方向答案(1)2 V(2)1 V(3)200 V/m沿电场线斜向下解析(1)由题意可知，静电力做负功UAB2106 J据UAB得UAB2 V(2)UABAB，则BAUAB1 V(3)d2102cos 60 m1102 m.E200 V/m方向：沿电场线斜向下图1515(10分)如图15所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U1.5103 V(仅在两板间有电场)，现将一质量m1102 kg、电荷量q4105 C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h20 cm的地方以初速度v04 m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：(1)金属板的长度L.(2)小球飞出电场时的动能Ek.答案(1)0.15 m(2)0.175 J解析(1)小球到达左板上边缘时的竖直分速度：vy2 m/s设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为，则：tan 2小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则：tan L，解得L0.15 m(2)进入电场前mghmvmv电场中运动过程qUmgLEkmv解得Ek0.175 J图1616(12分)如图16所示，有界匀强磁场的磁感强度B2103 T；磁场右边是宽度L0.2 m、场强E40 V/m、方向向左的匀强电场一带电粒子电荷量q3.21019 C，质量m6.41027 kg，以v4104 m/s的速度沿OO垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹(画在给出的图中)；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能Ek.答案(1)如解析图(2)R0.4 m(3)Ek7.681018 J解析(1)轨迹如图(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有qvBmR m0.4 m(3)EkEqLmv2403.210190.2 J6.41027(4104)2 J7.681018 J图1717(13分)如图17所示，一带电微粒质量为m2.01011 kg、电荷量q1.0105 C，从静止开始经电压为U1100 V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角60，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为60.已知偏转电场中金属板长LR，圆形匀强磁场的半径为R10 cm，重力忽略不计求：(1)带电微粒经加速电场后的速率；(2)两金属板间偏转电场的电场强度E；(3)匀强磁场的磁感应强度的大小答案(1)1.0104 m/s(2)2103 V/m(3)0.13 T解析(1)设带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理得qU1mv，解得v1 1.0104 m/s.(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动水平方向上有：v1竖直方向上有v2at，a由几何关系tan 联立解得：E2103 V/m.(3)设微粒进入磁场时的速度大小为v，则v2.0104 m/s，由运动的对称性可知，入射速度的延长线过磁场区域的圆心，则出射速度的反向延长线也过磁场区域的圆心，微粒在磁场中的运动轨迹示意图如图所示，则轨迹半径为rRtan 600.3 mqvBm得B0.13 T.