题目内容

如图所示的xoy平面内有一半径为R、以坐标原点O为圆心的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，在直线和之间有向y轴负方向的匀强电场，在原点O有一离子源向y轴正方向发射速率为v0的带电离子，离子射出磁场时速度与x轴平行，射出磁场一段时间后进入电场，最终从x轴上的P（R+L，0）点射出电场，不计离子重力，求电场强度E与磁感应强度B的比值。
 
解：离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供离子做圆周运动的向心力
          ①
离子运动轨迹如图所示，设离子在磁场中做圆周运动的半径为r，据几何关系可得：

            ②
粒子在电场中做类平抛运动
            ③
            ④
粒子的加速度           ⑤
联立以上各式解得：   ⑥
略
练习册系列答案
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“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理，挑选出具有所需速度的粒子的装置。右图是某粒子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场，方向平行于轴线。在圆柱形桶的某直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，离子束以不同角度入射，先后有不同速度的离子束射出，现有一离子源发射的比荷为2×1011C/kg的阳离子，且粒子束中速度分布连续，当θ=45°时，出射粒子的速度v的大小是  （    ）
A．×106m/sB．2×106 m/s
C．2×108 m/sD．4×106 m/s
如图所示，a、b、c是一条电场线的三点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定
A．φa＞φb＞φc?
B．Ea＞Eb＞Ec?
C．φa –φb=φb –φa?
D．Ea = Eb = Ec
如右图所示，一金属框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落，进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，不可能发生的情况是
A．线框做加速运动，加速度
B．线框做匀速运动
C．线框做减速运动
D．线框会反跳回原处
如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，交变电压u=220sinl00πt(V)，电阻R=88，交流电压表和交流电流表对电路的影响可忽略不计，则
A．电流表Al的示数为0.1AB．电压表V1的示数为311V
C．电流表A2的示数为1.0AD．电压表V2的示数为44V
如图所示，质量为m，带电量为-q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域（重力不计）．今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上．当粒子落到极板上时的动能为______．
 
如图所示，在真空中，匀强电场E的方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三个液滴a、b、c带有等量同种电荷。已知a静止，油滴b水平向右匀速运动，油滴c水平向左匀速运动。三者质量ma、mb和mc相比较 （     ）
A．ma>mb>mcB．mb>ma>mc
C．mc>ma>mbD．ma=mb=mc
如图所示，一群（不计重力）质量为m，电量为q的带正电的粒子从左侧小孔进入电场强度为E，磁感应强度为B的速度选择器（方向如图所示）后，紧接着从右侧小孔进入垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为B和2B，从磁场Ⅰ的边界MN上的a点进入磁场Ⅰ，经过时间穿过磁场Ⅰ后进入右边磁场Ⅱ并按某一路径再返回到磁场Ⅰ的边界MN上的某一点b（图中末画出），（途中虚线为磁场区域的分界面）求：
（1）带电粒子进入磁场时的速度；
（2）中间场区的宽度d；
（3）粒子从a点到b点所经历的时间tab；
（4）入射点a到出射点b的距离；
如图所示，在xoy坐标系中，第Ⅲ象限内有场强为E，方向沿x正向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅳ象限内有垂直坐标平面向内、强度相等的匀强磁场，第I象限无电、磁场．质量为 m、电量为q的带正电粒子，自x轴上的P点以速度v0垂直电场射入电场中，不计粒子重力和空气阻力，PO之间距离为
 
(1)求粒子从电场射入磁场时速度的大小和方向．
(2)若粒子由第Ⅳ象限的磁场直接回到第Ⅲ象限的电场中，则磁感应强度大小应满足什么条件?
(3)若磁感应强度，则粒子从P点出发到第一次回到第Ⅲ象限的电场区域所经历的时间是多少?

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