题目内容
如图所示，在x≥0的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。假设一束初速度为零的质量为m、带电荷量为q的正离子，经过加速电场加速后从O点沿x轴正方向进入匀强磁场区域。有一块厚度不计、高度为d的金属板竖直放置在磁场中，截面如图，M、N分别为金属板截面的上、下端点，M点的坐标为（d，2d），N点的坐标为（d，d）。正离子的重力不计。
（1）加速电场的电压在什么范围内，进入磁场的离子才能全部打在金属板上？
（2）求打在金属板上的离子在磁场中运动的最短时间与最长时间的比值。（sin37°=0.6， cos37°=0.8）
（1）要使进入磁场的离子能全部打在金属板上，加速电压的取值范围应为
≤
≤
（2）
解析试题分析：（1）设加速电压为，正离子初速度为零，经过加速电场加速，根据动能定理得
（1分）
正离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：
，得
（2分）
加速电压较小时，离子在磁场中做匀速圆周运动的半径较小，当离子恰好打到金属板下端点
时，圆周运动的半径有最小值
，如图甲所示。
根据几何知识可以判断：
（1分）
解得
（2分）
加速电压较大时，离子在磁场中做匀速圆周运动的半径较大，当离子恰好打到金属板上端点
时，圆周运动的半径有最大值
，如图乙所示。
根据几何知识可以判断：
（1分）
解得
（1分）
解得
（2分）
要使进入磁场的离子能全部打在金属板上，加速电压的取值范围应为 ≤≤（1 分）
设离子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
，根据圆周运动规律得
（2分）
即离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与加速电压无关。
打在金属板上的离子在图甲所示的轨迹中运动时间最短：
（1分）
打在金属板上的离子在图乙所示的轨迹中运动时间最长：
（1分）
根据几何知识：
（1分）
则
所以（2分）
考点：洛伦兹力 匀速圆周运动
优加精卷系列答案某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动 ( )
| A．半径越大，加速度越大 | B．半径越小，周期越大 |
| C．半径越大，角速度越小 | D．半径越小，线速度越小 |
、带电量为e的电子，电子重力忽略不计。在三角形ABO内有垂直纸面向里的匀强磁场，当电子从顶点A沿AB方向射入磁场时，电子恰好从O点射出。试求：
的电子从顶点A沿AB方向射入磁场（其它条件不变），求从磁场射出的位置坐标。
已知某江水由西向东流，江宽为d,江水中各点水流速度大小与该点到较近岸边的距离成正比，
，
，x是各点到近岸的距离。小船船头垂直江岸由南向北渡江，小船在静水中的划行速度为v0，以下说法中正确的是
| A．小船渡江的轨迹为曲线 |
B．小船到达离江岸边d/2处，船渡江的速度为 |
| C．小船渡江时的轨迹为直线 |
D．小船到达离南江岸3d/4处，船渡江的速度为 |
