题目内容

(12分)如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场;pOx有平行于x轴向右、电场强度为E的匀强磁场,一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射人两板间并做匀速直线运动,从H(0,a)点垂直y轴进入第I象限,第一次经Op上某点时的速度方向指向y轴负方向进入pOx电场区,最后经过x轴离开第I象限,求:

(1)离子在金属板M、N间的运动速度;
(2)离子的荷质比
(3)离子经过x轴的位置距离原点O多远.
(1)(2)(3)

试题分析:(1)设带电粒子的质量为m、电量为q,在平行金属板间的运动
速度为v,平行金属板间的场强为E0
依题意,有:……①
又匀强电场,有:……②
联立①②解得:……③(3分)
(2)带电粒子进入pOy区域,做匀速圆周运动,设轨道半径为r,有:
……④
依题意带电粒子进入第Ⅰ象限转过圈后从Op上离开磁场,如图,由几何关系:
……⑤
联立③④⑤得:……⑥(4分)
(3)
离子从C距x轴的距离
……⑦      F=qE……⑧    =vt……⑨
X=……⑩ 
联立③⑦⑧⑨⑩得:(4分)
经过x轴的位置距离原点O距离为:(1分)
点评:难度较大,对于带电粒子在交替复合场中的运动,首先判断受力情况,画出大致的运动轨迹,根据电场力和洛伦兹力的方向和作用判断
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