题目内容
如图所示，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B = 2.0×10-3 T，一带正电荷的粒子A以v = 3.5×104 m/s的速率从x轴上的P ( 0.50，0 )处以与x轴正方向成某一角度的方向垂直射入磁场，从y轴上的M ( 0，0.50 )处射出磁场，且运动轨迹的半径是所有可能半径值中的最小值．设粒子A的质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力．
(1)求粒子A的比荷
；(计算结果请保留两位有效数字，下同)
(2)如果粒子A运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其此后沿x轴负方向做匀速直线运动并离开第一象限．求该匀强电场的场强大小和方向，并求出粒子射出磁场处的坐标值；
(3)如果要粒子A按题干要求从M处射出磁场，第一象限内的磁场可以局限在一个最小的矩形区域内，请在图中画出该矩形区域，并求出它的面积．
（1）该粒子在磁场中的运动半径为r，如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的最小直径，由几何关系得：
① （2分）
由洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力，可得：
② （1分）
联立①②并代入数据得：
（或
）③ （2分）
（2）设所加电场的场强大小为E．如图乙所示，当粒子经过Q点时，速度沿x轴负方向，依题意，在此时加一个沿y轴正方向的匀强电场，电场力与洛仑兹力平衡．
则有：Eq =" qvB" ④ （1分）
代入数据得：E =" 70" N/C⑤ （1分）
所加电场的场强方向沿y轴正方向 （1分）
由几何关系可知．圆弧MQ所对应的圆心角为45°，则出射点A对应y轴截距为：
=
⑥
所以粒子射出磁场处A点的坐标为（0，0.60） （2分）
（3）如图丙，所求的最小矩形是MM1P1P
该区域面积为： S=" 2" r2⑦ （1分）
联立①⑦得：S =" 0.25" m2 (1分)
矩形如图丙中MM1P1P（虚线） （2分）
解析
蓝天教育暑假优化学习系列答案
（2011?南县模拟）如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点垂直射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）
如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）
如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量和电荷量均相等的正、负离子（不计重力）分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负离子在磁场中（ ）
（2013?山西模拟）如图所示，在第一象限0＜x＜6cm的范围内，有一方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B1=0.8T的圆形匀强磁场区域（图中未画出），在x＞6cm的范围内有沿y轴负方向的匀强电场；第三、四象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2的大小未知．一个质量m=8.0×10-l2kg、电荷量q=2.0×l0-6C的带正电的粒子，以v0=4.0×l03m/s的速度从坐标原点O沿与x轴正方向成60°角射出，经圆形匀强磁场区域后平行x轴方向到达C（6cm，4cm ）点，之后从C点垂直电场方向射入匀强电场中，并从D点沿与x轴正方向成45°角进入匀强磁场B2中，最后恰好能返回到O点．不计带电粒子的重力，求：
如图所示，在第一象限存在垂直纸面向里大小为B的无限大的匀强磁场，一个质量为m，电量为q带正电的粒子从坐标原点O处以v进人磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场，且与x轴正方向成30．角，不计重力，则粒子在磁场中运动的时间和半径为（ ）A、t=
| ||
B、t=
| ||
C、R=
| ||
D、R=
|