一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得6分,选错或不答的得0分.)
1.(2012·揭阳模拟)从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,发现电子流向上极板偏转.设两极板间电场强度为E,磁感应强度为B.欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过,只采取下列措施,其中可行的是( )
A.适当减小电场强度E
B.适当减小磁感应强度B
C.适当增大加速电场极板之间的距离
D.适当减小加速电压U
2.
空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果这个区域只有电场,则粒子从B点离开场区;如果这个区域只有磁场,则粒子从D点离开场区;设粒子在上述三种情况下,从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3,比较t1、t2和t3的大小,则有(粒子重力忽略不计)( )
A.t1=t2=t3 B.t2 C.t1=t2 3. (2012·潮州模拟)质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道平面在竖直平面内,电场方向竖直向下,磁场方向垂直圆周所在平面向里,如图9-3-23所示,由此可知( ) A.小球带正电,沿顺时针方向运动 B.小球带负电,沿顺时针方向运动 C.小球带正电,沿逆时针方向运动 D.小球带负电,沿逆时针方向运动 4. 如图9-3-24所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动的方向是( ) A.沿竖直方向向下 B.沿竖直方向向上 C.沿水平方向向左 D.沿水平方向向右 二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全部选对的得8分,只选1个且正确的得4分,有选错或不答的得0分.) 5. 场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场正交,复合场的水平宽度为d,竖直方向足够长,如图9-3-25所示.现有一束带电荷量为+q、质量为m的粒子以各不相同的初速度v0沿电场方向射入场区,则那些能飞出场区的粒子的动能增量ΔEk可能为( ) A.dq(E+B) B. C.qEd D.0 6.(2012·广州模拟)如图9-3-26是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( ) A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小 7. 磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景.其发电原理示意图如图9-3-27所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S,相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路,设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则( ) A.两板间电势差为U=Bdv B.上板是电源的正极,下板是电源的负极 C.流经R的电流为I= D.流经R的电流为I= 8. 利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图9-3-28是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法中正确的是( ) A.电势差UCD仅与材料有关 B.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差UCD<0 C.仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大 D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平 9. 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孔射出后分为三束,则下列判断正确的是( ) A.这三束正离子的速度一定相同 B.这三束正离子的质量一定相同 C.这三束正离子的电量一定不相同 D.这三束正离子的比荷一定不相同 三、非选择题(本大题共3小题,共36分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 10. (10分)如图9-3-30所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出. (1)求电场强度的大小和方向; (2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出.求粒子运动加速度的大小. 11.(12分)(2011·广东高考)如图9-3-31(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1=R0,R2=3R0,一电荷量为+q、质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力. (1)已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小; (2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从OA的延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间; (3)在图(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少? 12.(14分)(2012·浙江高考)如图9-3-32所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点. (1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度B的值; (3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?