动,设运动轨迹对应的半径为R,由几何关系可得,半径与直线yN夹角正好等于θ,则有:
=cosθ 所以d=
,又因为半径公式R=
,则有d=
.故d与
m,v0成正比,与B,q成反比,即d只与U1有关,与U2无关。故选:A 7.D
【解析】电子经过加速电压过程根据动能定理有进入匀强磁场的电子将做匀速圆周运动,
,那么离开加速电场垂直
,圆周运动半径
,增大加速电压则电子运动的轨道半径变大,增大励磁线圈
的电流,则磁场增强,半径变小,对照选项D对。 8.AD
【解析】粒子在ab区域中竖直方向受到重力作用,水平方向受到电场力作用,由于都是恒力,故粒子做匀变速运动,由对称性可知Eq=mg,在竖直方向v0=gt,则,或者,选项A正确;粒子在刚进入bc区域中,受到向下的重力,向上的电场力和向上洛伦兹力作用,由于,则Bqv0=Eq=mg,由于重力和电场力平衡,故粒子做匀速圆周运动,半径为,故选项BC错误;由几何关系可知,粒子在bc区域运动的圆心角为300,故所用的时间,所以粒子在ab,bc区域中运动的总时间为t=t1+t2=,选项D正确。 9.BC
【解析】由动能定理,qU=
mv2,可知,当质量,电压与初速度相同情况下,电量越
相结合,则有:a=
,结合qU=
,可知,amv2,得:
大,动能越多,故A错误;由牛顿第二定律与E=与q成正比,故B正确;由半径公式R=
R=10.AD
,故C正确;由周期公式T=,故D错误;
【解析】若qvB=m
,则在电场中,由动能定理得: qEh=mv2;在磁场中,有
联立解得:r=a,如图,根据几何知识可知粒子垂直Cy射出磁场,故A正
,与上题同理可得:r=
a,则根据几何知识可知粒子平行
确,B错误.若
于x轴射出磁场,故C错误,D正确. 11.BCD
【解析】不同的带电粒子在同一地点经相同的电场加速,又进入同一偏转电场,它们的运动轨迹是相同的,选项A 错误;三种粒子从电场中同一点C以相同的速度方向θ进入磁场做圆周运动,从O1到C点由动能定理:
,故三种粒子的半径之比为:1:
,圆周运动的半
径:,选项
BC正确;粒子进入偏转电场时的速度为v0,则,
,可见与U2无关,选项D 正确。
12.AD
【解析】带电粒子在D形盒的中间缝隙中受电场力作用,使粒子加速,选项A 正确;D形盒内的洛伦兹力只是使带电粒子的速度方向发生改变,不能使粒子加速,选项B 错误;设D形盒的半径为R,则当粒子加速结束时满足:
故增大磁感应强度,最终获得的速率v增大,选项C 错误,D正确。
,即
,
13.CD
【解析】当霍尔元件通有电流
IH
时,根据左手定则,电子将向霍尔元件的后表面运
动,故霍尔元件的前表面电势较高.若将电源的正负极对调,则磁感应强度B的方向换向,IH方向变化,根据左手定则,电子仍向霍尔元件的后表面运动,故仍是霍尔元件的前表面电势较高,选项A,B错误.因R与
I,故
IH
RL
并联,根据并联分流,得IH=IL=
与I成正比,选项C正确.由于B与I成正比,设B=aI,则
RL,故UH=k
I,PL=I14.AD
=PL,知UH∝PL,选项D正确.
【解析】小球第一次沿轨道AC下滑的过程中,由题意可知,电场力与重力的合力方向恰好沿着斜面AC,则刚开始小球与管壁无作用力,当从静止运动后,由左手定则可知,洛伦兹力导致球对管壁有作用力,从而导致滑动摩擦力增大,而重力与电场力的合力大小为:
,即大小恒定,根据牛顿第二定律可知,做加速度减
小的加速运动,因将下滑时,加速度最大,即为;故A正确;当小
球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时,洛伦兹力大小等于弹力,小球做匀速直线运动,小球的速度达到最大,即为qvB=N,而μN=f,且
,因此解得:
,故B错误;根据动能定理,可知,取从静止开始到进入DH轨道后,
因存在摩擦力做功,导致上升的最高点低于A点等高,故C错误;对小球在O点受力分析,且由C向D运动,由牛顿第二定律,则有:=点,机械能守恒定律,则有:mgRsin30°2mg-qB确。
;由C到O
mv2;由上综合而得:对轨道的弹力为
,故D正
,当小球由D向C运动时,则对轨道的弹力为2mg+qB
15.BD
【解析】 电场力与重力大小相等,则二者的合力指向左下方45°,由于合力是恒力,故类似于新的重力,所以ad弧的中点相当于竖直平面圆环的“最高点”.关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是“最低点”,速度最大;由于a,d两点关于新的最高点对称,若从a点静止释放,最高运动到d点,故A错误;当小球运动到d点时,速度为零,故不受洛伦兹力,故B正确;由于d,b等高,故小球从d点运动到b点的过程中,重力势能不变,故C错误;由于等效重力指向左下方45°,由于弧bc中点是等效最低点,故小球从b点运动到c点的过程中,经过弧bc中点时速度最大,故D正确. 16.AC
【解析】小球从a点下滑经过P点进入平行板间后受到重力,电场力,洛伦兹力做匀速直线运动,洛伦兹力和电场力同向,故都向上且小球带正电;小球从稍低的b点下滑时到达P点的速度会变小,洛伦兹力减小,小球会向下偏转,电场力做负功,电势能增加,而机械能会减小,水平方向速度不变,但竖直方向的速度增加,所以动能将会增大,导致洛伦兹力也会增大,电场力不变,故A,C正确. 17.(1)
(2)
(3)
;
【解析】解:(1)设粒子做圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律得
①
据题意由几何关系得 R1=c ② 联立①②式得
③
(2)设粒子做圆周运动的半径为R2,加速度大小为a,由圆周运动公式得
④
据题意由几何关系得
⑤

