专题四 电磁场类问题（电、磁、复合场）
一、
单选题
1.如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变。让不计重力的相同带电粒子a、b，以不同初速度先、后垂直电场射入，a、b分别落到负极板的中央和边缘，则( ) A．b粒子加速度较大 B．b粒子的电势能变化量较大
C．若仅使a粒子初动能增大到原来的2倍，则恰能打在负极板的边缘 D．若仅使a粒子初速度增大到原来的2倍，则恰能打在负极板的边缘 2.如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是( ) A．0 4C. 3T TT3TB. 9TD．T 8 3.如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径。一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为( ) 1 A.v 2C. 3 v 2 2 B.v 33D.v 2 4.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是( ) A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向移动形成的 D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将增大 5.科研人员常用磁场来约束运动的带电粒子，如图所示，粒子源位于纸面内一边长为a的正方形中心O处，可以沿纸面向各个方向发射速度不同的粒子，粒子质量为m、电荷量为q、最大速度为v，忽略粒子重力及粒子间相互作用，要使粒子均不能射出正方形区域，可在此区域加一垂直纸面的匀强磁场，则磁感应强度B的最小值为( ) A.2mv qaqaB. 22mvqa42mv C. 4mv D. qa 二、 多选题 6.如图所示，两个等量异号点电荷M、N分别固定在A、B两点，F为AB连线中垂线上某一点，O为AB连线的中点，且AO＝OF，E和φ分别表示F处的场强大小和电势。将某试探负点电荷由F处静止释放时，其电势能和加速度大小分别用ε和 a表示，取无穷远处为电势零点，若将负点电荷N移走，则( ) A．E不变 C．ε变小 B．φ升高 D．a变大 7.如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴能向下运动的是( ) A．增大R1的阻值 C．增大两板间的距离 B．增大R2的阻值 D．断开电键S 8.如图所示，一足够长的绝缘细杆处于磁感应强度为B＝0.5 T的匀强磁场中，杆与磁场垂直且与水平方向的夹角为θ＝37°。一质量为m＝0.1 g、电荷量为q＝5×10 C的带正电圆环套在杆上，圆环与杆之间的动摩擦因数为μ＝0.4。现将圆环从杆上的某一位置无初速度释放。则下列判断中正确的是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取重力加速度g＝10 m/s)( ) A．圆环下滑过程中洛伦兹力始终做正功 B．当圆环下滑的速度达到2.4 m/s时，圆环与杆之间的弹力为零 C．圆环下滑过程中的最大加速度为6 m/s D．圆环下滑过程中的最大速度为9.2 m/s 9.如图所示为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，矩形发电管道水平东西放置，整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，其上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连，已知发电管道长为L、宽为d、高为h，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动。发电 管道内的海水在垂直流动方向的电阻为r，海水在管道内流动时受到的摩擦阻力大小恒为f，不计地磁场的影响，则( ) A．N侧的电势高 B．开关S断开时，M、N两端的电压为Bdv 2 2 －4 B2d2vC．开关S闭合时，发电管道进、出口两端压力差F＝f＋ R＋rB2d2v2 D．开关S闭合时，电阻R上的功率为 R10.如图所示，在一个边长为a的正六边形区域内存在磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个比荷为的正粒子，从A点沿AD方向以一定的初速度射入匀强磁场区域，粒子在运动过程中只受磁场力作用；已知粒子从ED边上的某一点垂直ED边界飞出磁场区域。则( ) 23BqaA．粒子进入磁场区域的初速度大小为 3mπmB．粒子在磁场区域内运动的时间t＝ 3BqC．粒子在磁场区域内运动的半径R＝23a D．若改变B和初速度的大小，使该粒子仍从ED边界垂直飞出磁场区域，则粒子在磁场区域内运动的路程不变 三、计算题 11.如图所示，等量异种点电荷固定在水平线上的M、N两点上，电荷量均为Q，有一质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷)的小球，固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，现在把杆拉到水平位置，由静止释放，小球经过最低点B时速度为v，取O处电势为零，忽略＋q对＋Q、－Q形成电场的影响。求： (1)小球经过B点时对杆的拉力大小； (2)在＋Q、－Q形成的电场中，A点的电势φA； (3)小球继续向左摆动，经过与A等高度的C点时的速度。 12.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开 3 始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×10 N/C和E2 3－20－9 ＝4.0×10 N/C，方向如图所示。带电微粒质量m＝1.0×10 kg，带电荷量q＝－1.0×10 C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求： qm