题目内容
如右图甲所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=d/2，一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动，棒的右侧存在一个垂直纸面向里，大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为0的带电粒子，已知带电粒子质量为m,电量为q.粒子能从N板加速到M板，并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域内存在大小也为B，垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d， 里圆半径为d.两圆的圆心与小孔重合（粒子重力不计）
（1）判断带电粒子的正负，并求当ab棒的速度为v0时，粒子到达M板的速度v；
（2）若要求粒子不能从外圆边界飞出，则v0的取值范围是多少？
（3）若棒ab的速度v0只能是
，则为使粒子不从外圆飞出，则可以控制导轨区域磁场的宽度S（如图乙所示），那该磁场宽度S应控制在多少范围内
(1) 
(2) 
(3) 
解析试题分析：（1）根据右手定则知，a端为正极，故带电粒子必须带负电（1分）
ab棒切割磁感线，产生的电动势
①（2分）
对于粒子，据动能定理：
②（2分）
联立①②两式，可得
③（1分）
（2）要使粒子不从外边界飞出，则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切
根据几何关系：
④ 即
（2分）
而
⑤（2分）
联立③④⑤可得
（1分）
故ab棒的速度范围：（1分）
（3）
，故如果让粒子在MN间一直加速，则必然会从外圆飞出，所以如果
能够让粒子在MN间只加速一部分距离，再匀速走完剩下的距离，就可以让粒子的速度变小
了。 （1分）
设磁场宽度为S0时粒子恰好不会从外圆飞出，此情况下
由④⑤可得粒子射出金属板的速度
……⑥ （2）
粒子的加速度：
⑦（1分）
解得：
对于棒ab：S0
（1分）
故磁场的宽度应 （1分）
考点：考查了带电粒子在电磁场中的综合应用，动能定理的综合应用，难度较大
关于超重和失重，下列说法中正确的是
| A．处于超重状态的物体，其加速度方向可能向下 |
| B．处于失重状态的物体一定是在向下加速运动 |
| C．绕地球做匀速圆周运动的卫星内的物体处于完全失重状态 |
| D．物体超重时，所受重力增加了；物体失重时，所受重力减小了 |
，0）由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q（0，-l）的瞬间，撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小
，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大。已知重力加速度为g。求：
、
，磁场方向垂直纸面向里；离子重力不计．
的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为
，其中q与m分别为α粒子的电量和质量；在
的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场．ab为一块很大的平面感光板，放置于
处，如图所示．观察发现此时恰无粒子打到ab板上．（不考虑α粒子的重力）