题目内容

电子从A点以速度v垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示、电子的质量为m，电荷量为e，电子的重力和空气阻力均忽略不计，求：
（1）在图中正确画出电子从进入匀强磁场到离开匀强磁场时的轨迹；（用尺和圆规规范作图）
（2）求匀强磁场的磁感应强度．
（1）轨迹图，如图所示：

（2）电子进入磁场后做匀速圆周运动，设轨迹半径为r，则：evB=
mv2
r

由几何关系可得：r2=（r-L）2+d2
解得：B=
2mvL
e(d2+L2)

答：（1）粒子运动轨迹图如上图；（2）磁感应强度为
2mvL
e(d2+L2)
练习册系列答案
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如题25图，离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO＝d，HS＝2d，＝90°。（忽略粒子所受重力）
（1）求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ；
（2）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径；
（3）若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处，质量为16m的离子打在S2处。求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。
如图所示，在xOy平面内的第一象限内存在沿Y轴正方向的匀强电场，在第四象限存在有界的磁场，磁感应强度B=9.0×10-3T，有一质量为m=9.0×10-31kg，电量为e=1.6×10-19C的电子以v0=2.0×107m/s的速度从Y轴的p点（0，2.5
3
cm）沿X轴正方向射入第一象限，偏转后从X轴的Q点射入第四象限，方向与X轴成60°角，在磁场中偏转后又回到Q点，方向与X轴也成60°角．不计电子重力，求：
（1）OQ之间的距离及电子通过Q点的速度大小．
（2）若在第四象限内的磁场的边界为直线边界，即在虚线Y=Y0的下方有磁场，如图中所示．求Y0的坐标．
（3）若在第四象限内的磁场为圆形边界的磁场，圆形边界的磁场的圆心坐标的范围．
如图所示，MN为两平行金属板，O、O为两金属板中心处正对的两个小孔，N板的右侧空间有磁感应强度大小均为B且方向相反的两匀强磁场区，图中N板与虚线CD、PQ为两磁场边界线，三条界线平行，两磁场区域的宽度分别为d和3d，沿边界线方向磁场区域足够大．在两金属板上加上大小可调节的直流电压，质量为m、电量为-q的带电粒子（重力不计）；从O点由静止释放，经过MN板间的电场加速后，从O'沿垂直于磁场方向射入磁场，若粒子能穿过CD界并进入CD右侧磁场但不能穿过PQ界，最终打到N板而结束运动，试求：
（1）粒子要能穿过CD界并进入CD右侧磁场，MN板间的电压至少要大于多少；
（2）粒子不穿过PQ界，粒子从O射入磁场所允许的最大速率；
（3）最大速率射入磁场的粒子在磁场中运动的总时间．
如图所示，质量为m、带电量为+q的带电粒子，以初速度υ0垂直进入相互正交的匀强电场E和匀强磁场B中，从P点离开该区域，此时侧向位移为y，粒子重力不计，则（　　）
A．粒子在P点所受的电场力一定比磁场力大
B．粒子在P点的加速度为（qE-qυ0B）/m?
C．粒子在P点的速率为
v20
+
2qyE
m
D．粒子在P点的动能为
1
2
m
v20
-qyE?
如图所示，竖直边界PQ左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，右侧有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，C为边界上的一点，A与C在同一水平线上且相距为L，两相同的粒子以相同的速率分别从A、C两点同时射出，A点射出的粒子初速度沿AC方向，C点射出的粒子初速度斜向左下方与边界PQ成夹角q=
p
6
，A点射出的粒子从电场中运动到边界PQ时，两粒子刚好相遇．若粒子质量为m，电荷量为+q，重力不计，求：
（1）粒子初速度v0的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）相遇点到C点的距离．
如图所示，在xoy坐标系第一象限内有一半径为R的半圆形匀强磁场，圆心为O′，在第二象限内有一平行板电容器，其下极板恰好与x轴重合，平行板右端与y轴相齐．已知平行板内存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场的场强为E，磁场的磁感应强度为B．有一质量为m，带电量为q的带电粒子（其重力不计），沿平行于x轴的方向从P点射入电容器，且恰好作直线运动，后又进入第一象限的半圆形磁场，最后由O′点垂直x轴射出．求：
（1）带电粒子的速度v；
（2）半圆形磁场的磁感应强度B′．
如图所示，水平放置的平行金属板A和D间的距离为d，金属板长为L=
3
d，两板间所加电压为U，D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K，NM与水平挡板NP成60°角，且挡板足够长，K与N间的距离为KN=a．现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从A、D的中点O沿平行于金属板方向OO'以某一速度射入，不计粒子的重力．该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K：
（1）求该粒子从O点射入时的速度大小v0；
（2）若两档板所夹的整个区域存在一垂直纸面向外的匀强磁场，粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上，求该磁场的磁感应强度的大小B0；
（3）若磁场方向变为垂直纸面向里，且只存在于两档板所夹间的某一区域内，同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin．
如图所示，x轴上方有一匀强电场，方向与y轴平行，x轴下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里，一质量为m、电量为-q（q＞0）的粒子以速度v0从y轴上的P点平行x轴方向射入电场后，从x轴上的O点进入磁场，并从坐标原点O离开磁场，已知OP=L，OQ=2L，不计重力和一切阻力，求：
（1）粒子到达Q点时的速度大小和方向；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径；
（3）粒子在磁场中的运动时间．

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