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如左圖所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區域內存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外．在磁場右側有一對平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長為2b，兩板的中心線O₁O₂與磁場區域的圓心O在同一直線上，兩板左端與O₁也在同一直線上．有一電荷量為q、質量為m的帶正電的粒子，以速率v₀從圓周上的P點沿垂直于半徑OO₁并指向圓心O的方向進入磁場，當從圓周上的O₁點飛出磁場時，給M、N板加上如右圖所示電壓u．最后粒子剛好以平行于N板的速度，從N板的邊緣飛出．不計平行金屬板兩端的邊緣效應及粒子所受的重力．

(1)求磁場的磁感應強度B的大�。�

(2)求交變電壓的周期T和電壓U₀的值；

(3)若t＝時，將該粒子從MN板右側沿板的中心線O₂O₁，仍以速率v₀射入M、N之間，求粒子從磁場中射出的點到P點的距離．

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如圖（a）所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區域內存在勻強磁場，磁場方向與紙面垂直．在磁場右側有一對平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長為2b，兩板的中心線O₁O₂與磁場區域的圓心O在同一直線上，兩板左端與O₁也在同一直線上．有一電荷量為+q、質量為m的帶電粒子，以速率v₀從圓周上的P點沿垂直于半徑OO₁并指向圓心O的方向進入磁場，當從圓周上的O₁點飛出磁場時，給M、N板加上如圖（b）所示電壓u．最后粒子剛好以平行于N板的速度，從N板的邊緣飛出．不計平行金屬板兩端的邊緣效應及粒子所受的重力．
（1）求磁場的磁感應強度B；
（2）求交變電壓的周期T和電壓U₀的值；
（3）若t=

T

2

時，將該粒子從MN板右側沿板的中心線O₂O₁，仍以速率v₀射入M、N之間，求粒子從磁場中射出的點到P點的距離．

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選擇題（本題包括8小題。每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）

題號

14

15

16

17

18

19

20

21

答案

A

C

BC

B

AD

A

ACD

BD

非選擇題

22（共18分）（1）D   

（2）A、1．010

Ｂ、①如圖所示（4分）

② 見圖（4分）

③ ，I₁、I₂分別為電流表A₁、A₂的讀數，r₂為電流表A₂的內阻。（4分）

23.（16分）(1)設月球表面的重力加速度為g，小球從h高處下落到月球表面的時間為t，有

h=gt²/2                                                 ①  (2分)

L=v₀t                                                   ②  (2分)

由以上兩式解得:g=2hv₀²/L²                                ③  (2分)

繞月球表面飛行的衛星的發射速度近似等于衛星的環繞速度，有

mv²/R=mg                                                ④  (2分)

由③④解得:v=                                       (2分)

(2)由向心力公式有GMm/R²=mg                              ⑤  (2分)

又ρ=M/V，V=4πR³/3                                 　　    ⑥  (2分)

由③⑤⑥式解得:ρ=3hv₀²/(2πGRL²)                        ⑦  (2分)

24．（18分）解（1）金屬棒未進入磁場，電路總電阻  ① （2分）

回路中感應電動勢為：V      ②   （2分）

燈炮中的電流強度為：A             ③   （2分）

（2）因燈泡亮度不變，故在s末金屬棒剛好進入磁場，且做勻速運動，

此時金屬棒中的電流強度：A            ④    （2分）

恒力大�。�N                   ⑤    （2分）

（3）因燈泡亮度不變，金屬棒產生的感應電動勢為：V   ⑥ （2分）

金屬棒在磁場中的速度：m/s                      ⑦ （2分）

金屬棒未進入磁場的加速度為：m/s²               ⑧ （2分）

金屬棒的質量：kg                                ⑨ （2分）

25、（20分）解：（1）粒子自P點進入磁場，從O₁點水平飛出磁場，運動的半徑必為b，則

                                             ①（2分）

解得                                          ②（2分）

（2）粒子自O₁點進入電場，最后恰好從N板的邊緣平行飛出，設運動時間為t，則

2R＝v₀t                                                      ③（2分）

 t＝nT（n＝1，2，…）                                         ④（2分）

                                       ⑤（4分）

解得    （n＝1，2，…）       ⑥（2分）

 （n＝1，2，…）       ⑦（2分）

（3）當t=粒子以速度v₀沿O₂O₁射入電場時，則該粒子恰好從M板邊緣以平行于極板的

速度射入磁場，且進入磁場的速度仍為v₀，運動的軌道半徑仍為R．         ⑧（2分）

設進入磁場的點為Q，離開磁場的點為O₄，圓心為O₃，如圖所示，四邊形OQ O₃O₄是菱形，故O O₄∥ QO₃． 所以P、O、O₄三點共線，即PO O₄為圓的直徑．即P O₄間的距離為2R．   

  ⑨（2分）